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WO1996004713A1 - Dispositif a ondes acoustiques de surface et procede de production - Google Patents

Dispositif a ondes acoustiques de surface et procede de production Download PDF

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Publication number
WO1996004713A1
WO1996004713A1 PCT/JP1995/001554 JP9501554W WO9604713A1 WO 1996004713 A1 WO1996004713 A1 WO 1996004713A1 JP 9501554 W JP9501554 W JP 9501554W WO 9604713 A1 WO9604713 A1 WO 9604713A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
region
surface acoustic
acoustic wave
insulating film
thickness
Prior art date
Application number
PCT/JP1995/001554
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yukio Ohkubo
Takahiro Sato
Original Assignee
Japan Energy Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP6202991A external-priority patent/JPH08222981A/ja
Application filed by Japan Energy Corporation filed Critical Japan Energy Corporation
Priority to EP95927970A priority Critical patent/EP0744830B1/en
Priority to US08/666,447 priority patent/US5923231A/en
Priority to DE69530834T priority patent/DE69530834T2/de
Priority to JP50640196A priority patent/JP3461834B2/ja
Publication of WO1996004713A1 publication Critical patent/WO1996004713A1/ja

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
    • H03H9/14538—Formation
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02236—Details of surface skimming bulk wave devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/42—Piezoelectric device making

Definitions

  • the present invention relates to a surface acoustic wave device using a surface acoustic wave that propagates while radiating a bulk wave in the depth direction of a piezoelectric substrate such as a leaky wave and a longitudinal wave type leaky wave as a propagation mode, and manufacturing the same. About the method.
  • a surface acoustic wave device is a circuit element that performs signal processing by converting an electric signal into a surface acoustic wave, and is used for a filter, a resonator, a delay line, and the like.
  • an electrode made of a conductive film such as a metal called an interdigital transducer (ID-fing, comb-shaped electrode, IDT) on a piezoelectric elastic substrate, that is, a piezoelectric substrate. Converts electrical signals to surface acoustic waves. Performs inverse conversion.
  • IDT interdigital transducer
  • the characteristics of surface acoustic waves depend on the propagation characteristics of surface acoustic waves propagating through the piezoelectric substrate.In particular, in order to respond to higher frequencies in surface acoustic wave devices, piezoelectric substrates with high surface acoustic wave propagation speeds is necessary.
  • lithium tantalate Li T a 0 3
  • lithium niobate Li i N b 0 3
  • lithium tetraborate Li i 2B 4O7
  • Rayleigh waves and Leaky Surface Waves are mainly known as surface acoustic waves used in surface acoustic wave devices.
  • Rayleigh waves are surface acoustic waves that propagate on the surface of an elastic body, and propagate their energy without radiating into the piezoelectric substrate, that is, without any theoretical propagation loss.
  • substrate materials used for surface acoustic wave devices using Rayleigh waves ST cut quartz with a propagation speed of 3100 m / sec, X force cut with 3300 mZ sec 1 1 2 ° a 0 3 , 4000 mZ sec 1 28.
  • X cut Z propagation Li 2 B 4 O 7 and the like.
  • a leaky wave is a surface acoustic wave that propagates along the surface while emitting one transverse wave component as a bulk wave in the depth direction of the elastic body.
  • leaky waves have a large propagation loss due to this radiation and are difficult to use for surface acoustic wave devices, but they can be used because the propagation loss is relatively small at special cut angles and propagation directions.
  • Leaky waves are widely used in surface acoustic wave devices for relatively high frequencies (above the UHF band) because of their faster propagation speed than Rayleigh waves.
  • a longitudinal wave type leaky wave that propagates a longitudinal wave as a main component while radiating two transverse wave components into the substrate as a bulk wave. Waves).
  • Lithium tetraborate Li 2 B 4 O cut-off angle and propagation direction are expressed in Euler angles (0 ° to 45 °, 30. to 90 °, 40 ° to 90 °) and directions equivalent thereto. It has been clarified that a very high-speed surface acoustic wave having a propagation speed of 500 to 7500 m / sec is present (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-112563).
  • the propagation speed is 650 to It is known that not only high speed of 720 Om / sec, but also good electro-mechanical coupling coefficient (k 2 ) and good propagation characteristics with low propagation loss.
  • the leaky wave and the longitudinal wave type leaky wave generally have a higher propagation speed than the Rayleigh wave, it is possible to cope with a higher frequency of the surface acoustic wave device.
  • At least one IDT is required for use as a surface acoustic wave device. It is known that the propagation characteristics vary greatly depending on the film thickness. That is, the IDT is usually composed of a metal film containing aluminum (A 1) as a main component, and the characteristics of the surface acoustic wave are determined by the film thickness of the conductive film normalized by its wavelength ( ⁇ ) (the normalized film thickness h). / S) is known to change.
  • the specific resistance of a conductive film such as A1 is sharply increased as its thickness is reduced. Therefore, the conductive film is set to a thickness of 100 A or more which can reduce the electric resistance. For this reason, there is a lower limit of the normalized film thickness ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ) that can sufficiently reduce the electrical resistance, and the wavelength of the surface acoustic wave becomes shorter as the surface acoustic wave device becomes higher in frequency. Values rise to 1-2% or more.
  • the required normalized film thickness is at least 2.5% for an LST cut crystal, 36% over 2.3% for 6 ° Y-cut X-propagated L i T a 0 3 , 41 ° Y-cut X-propagated L i N b 0 3 , 64 ° Y-cut X-propagated L i N b 0 3 in 2.2% or more and Bok angle and the propagation direction Euler angle display (0 °, 4 7. 3 ° , 9 0 °) becomes the L i 2 B 4 0 7 of 1.5% or more The lower limit of the normalized film thickness becomes higher at higher frequencies.
  • the present inventors numerically simulated the dispersion characteristics of the leaky wave and the longitudinal wave type leaky wave, and found that when the metal film on the substrate surface became thicker than a certain standardized film thickness, the leaky wave and the longitudinal wave were reduced. The result is that the propagation loss of the type-like leaky wave increases rapidly.
  • FIG. 1 shows the calculation model.
  • the electrode fingers 1 2 strip
  • the electrode fingers 1 2 are formed on the piezoelectric substrate 10 with a period P in the direction of surface acoustic wave propagation, the electrode finger width is M and the film thickness is H.
  • the depth direction of the piezoelectric substrate 10 is defined as X 3 , X], and the direction perpendicular to ⁇ 3 is defined as ⁇ 2 .
  • the propagation characteristics of the surface acoustic wave of this IDT cause first-order black reflection due to the periodic perturbation effect of the electrode finger, and frequency dispersion occurs in the propagation constant (wave number).
  • the frequency dispersion of this propagation constant is calculated.
  • the displacement U i of the surface acoustic wave and the electrostatic potential ⁇ are the Floquet And the sum of the spatial harmonics shown in the following equations 1-4.
  • Equation 5 the attenuation constant a (m ' n) in the X 3 direction, which is the propagation direction of the surface acoustic wave, and the amplitude constant ⁇ m ' .
  • the propagation constant / and the angular frequency ⁇ are set, and for each region m, it can be obtained by solving the equation of motion shown in Equation 5 below and the Maxwell equation of the quasi-electrostatic approximation shown in Equation 6 .
  • C i , e kij , and ⁇ ik are elastic constant, piezoelectric constant, and dielectric constant, respectively.
  • the spatial harmonic amplitude constant A (m 'is obtained by applying the boundary conditions shown in Equations 1 to 4. As mechanical boundary conditions, displacements U i, U 2 , and U 3 below the electrode finger are obtained. Stress T 31, T 32, T 33 is continuous, the stress T 31 between electrode fingers, T 32, as T 33 is Ru 0 der. electrical boundary conditions, under the electrode fingers located at a potential ⁇ is constant in the electrode ⁇ bounds the vertical component D 3 electrodeposition position ⁇ and electric flux density are continuous.
  • the propagation constant / c for a certain angular frequency ⁇ can be obtained.
  • the order m of the spatial harmonics was calculated as a sufficiently large integer.
  • the parameters required for the Smith crossfield model which is widely used as a method for designing a surface acoustic wave device, can be extracted from the frequencies at the end of the stopband in the short strip and open strip.
  • the electrode string is bi-directional, either one of the short band ends and the stop band end on the open strip always match, but if the electrode string is uni-directional, they do not match (E. Adler et. al, "Arbitrariy Oriented SAW Gratings: Network Model and the Coupling- of-Modes Description", IEEE trans, on Ultras on. Ferroelec. Freq. Cntr., vol.UFFC-38, no. (1991)). In this case, the susceptance Br representing one-wayness was also obtained.
  • the stop band edge of the short strip is calculated.
  • Figures 2 to 5 show the calculated values of the A1 film thickness dependence of the dispersion characteristics for the longitudinal leaky wave in Li 2 BO at (0, 47.3 °, 90 °).
  • FIGS. 2 to 5 show the propagation loss a sl and as 2 at the end of the stop band, the susceptance Be representing the energy storage amount of the electromechanical coupling coefficient k, and the mismatch amount £ of the acoustic impedance, respectively.
  • the susceptance Be is normalized by acoustic admittance (the reciprocal of acoustic impedance Z0).
  • the temperature was 25
  • the electrode finger width (M / P) normalized by the electrode finger period P was 0.5
  • the electrode fingers were made of aluminum. From this, it can be seen that the propagation loss is 0.04 d ⁇ / ⁇ or more when the normalized film thickness of the A 1 film normalized by 2 P, which is twice the electrode finger period, is 1.7% or more. Therefore, it was found that it was difficult to design a surface acoustic wave device that operates at a relatively high frequency when the electrical resistance was set to a sufficiently small normalized film thickness.
  • propagation loss increases when the normalized thickness of the IDT is more than a certain level. Therefore, when the internal electric resistance of the electrode is set sufficiently low, the propagation loss is large, and the insertion loss of the surface acoustic wave device is deteriorated.
  • a surface acoustic wave device uses an IDT (also called an interdigital transducer, interdigital transducer, or interdigital transducer) provided on a piezoelectric substrate to propagate an electric signal and the surface of the piezoelectric substrate.
  • IDT also called an interdigital transducer, interdigital transducer, or interdigital transducer
  • This device converts a surface acoustic wave into a surface acoustic wave, and uses this surface wave to exhibit functions such as filters, resonators, and delay lines.
  • a typical IDT has a structure in which a plurality of pairs of electrode fingers 12 made of a metal strip are arranged on a piezoelectric substrate 10 as shown in the cross-sectional view of FIG.
  • the electrode finger 12 has a thickness necessary to reduce the internal resistance of the IDT.
  • the structure of the IDT in the conventional surface acoustic wave device is shown in the sectional view of Fig. 6B. It is known (see Japanese Patent Publication No. 56-36604).
  • a concave portion 12 is provided in advance in the piezoelectric substrate 10 in a region where the electrode finger 11 is provided, and the electrode finger 11 is formed in the concave portion 12. Since the piezoelectric substrate 10 is provided between the side surfaces of the electrode fingers 11, mass discontinuity can be reduced. In this prior art, the effect of reflection is suppressed to improve the characteristics. However, since the propagation characteristics of the surface wave change depending on the depth of the concave portion 12, it is necessary to control the depth accurately. Also, depending on the method of forming the recesses 12, a large damage is given to the piezoelectric substrate 10, so that predetermined piezoelectric characteristics may not be obtained in some cases.
  • the electrode portion is disposed at the bottom of the groove, and the acoustic impedance of the electrode portion and the portion without the electrode with respect to the surface acoustic wave becomes substantially equal.
  • the IDT structure shown in FIG. 6C has a structure in which a mask is formed on an aluminum metal layer formed on the entire surface except for a region where the electrode finger 11 is to be provided, and anodized aluminum in the opened region is used to form the electrode finger.
  • An anodic oxide film 13 is formed between the side surfaces of 11. Since there is a mass of the anodic oxide film 13 between the electrode fingers 11, mass discontinuity can be reduced (see Japanese Patent Publication No. 59-89664).
  • the thickness of the anodic oxide film 13 is defined by the thickness of the aluminum metal layer forming the electrode finger 11, and the metal material forming the electrode finger 11 and its thickness are also limited by the manufacturing process.
  • An object of the present invention is to provide a surface acoustic wave device that processes a relatively high frequency by using a surface acoustic wave such as a longitudinal wave type leaky wave that propagates while emitting a bulk wave in the depth direction of a piezoelectric substrate.
  • Another object of the present invention is to provide a surface acoustic wave device having sufficiently small electric resistance without increasing propagation loss.
  • Another object of the present invention is to reduce the mass discontinuity at the electrode and effectively prevent the deterioration of the propagation characteristics without causing distortion of the frequency response waveform.
  • a method for manufacturing a surface acoustic wave device. [Disclosure of the Invention]
  • a surface acoustic wave device includes a piezoelectric substrate, a conductive film formed on the piezoelectric substrate, an electrode that excites, receives, reflects, and propagates a surface acoustic wave, and a conductive film in the electrode.
  • the thickness of the insulating film in the first region, Hp 1 (Hp 1 ⁇ 0), and the thickness of the insulating film in the second region, Hp 2 (Hp 2 > 0) is set.
  • the acoustic impedances in the first region and the second region are made substantially equal, and the mass discontinuity at the electrodes is reduced, so that the depth direction of the piezoelectric substrate such as a longitudinal wave type leaky wave is reduced.
  • a surface acoustic wave propagating while radiating a bulk wave a relatively high frequency signal can be processed with sufficiently small electric resistance without increasing propagation loss.
  • the insulating film may cover the first region.
  • the thickness of the conductive film is Hm
  • the thickness of the insulating film in the first region is Hp 1 (Hp 1 ⁇ 0)
  • the thickness of the insulating film in the second region is Where Hp 2 (Hp 2> 0) and the wavelength of the surface acoustic wave is S
  • the thickness of the conductive film is Hm
  • the thickness of the insulating film in the first region is Hp 1 (Hp 1 ⁇ 0)
  • the thickness of the insulating film in the second region is Where Hp 2 (Hp 2> 0)
  • the electrode finger period of the conductive film in the electrode is P
  • the first region and the second region on the surface of the insulating film are normalized by 2P.
  • the thickness of the conductive film is Hm
  • the thickness of the insulating film in the first region is Hp 1 (Hp 1 ⁇ 0)
  • the thickness of the insulating film in the second region is Where Hp 2 (H p 2> 0)
  • the electrode finger period of the conductive film in the electrode is P
  • the first region and the second region on the surface of the insulating film are normalized by 2P.
  • the step at the boundary of the region (Hm + Hpl-Hp2) Z (2P) is
  • the piezoelectric substrate is a lithium tetraborate substrate.
  • the cutout angle of the surface of the piezoelectric substrate and the propagation direction of the surface acoustic wave are represented by Euler angles (0 ° to 45 °, 38 ° to 55 °, 80 ° to 90 °), and It is desirable to be within an equivalent range.
  • the cutout angle of the surface of the piezoelectric substrate and the propagation direction of the surface acoustic wave are represented by Eulerian angles (0 to 45 °, 30. to 90 °, 40 ° to 65 °), and It is desirable to be within an equivalent range.
  • a first conductive film having a predetermined pattern is formed on a piezoelectric substrate, and an electrode for exciting, receiving, reflecting, and propagating the surface acoustic wave is formed.
  • the thickness Hp 1 (Hp 1) of the insulating film in the first region is
  • the acoustic impedance of the first region and the second region can be made substantially equal, so that the mass discontinuity at the electrodes can be reduced, the propagation loss of surface acoustic waves can be suppressed, and more excellent characteristics can be achieved.
  • the surface acoustic wave device can be manufactured by a simple manufacturing process.
  • the insulating film in the second step, may be formed in the first region.
  • the third step includes: a flattening step of forming a flattening film on the insulating film; and the flattening process until the insulating film in the first region is exposed. After that, under the etching conditions under which the etching selectivity between the insulating film and the planarizing film becomes a desired value, either the first region or the insulating film in the second region is etched. It is desirable to have an etching step of etching more of the metal.
  • the etching step is dry etching, and it is preferable to control an etching selectivity between the insulating film and the planarizing film by changing an etching pressure.
  • a first step of forming an insulating film on the piezoelectric substrate A second step of forming a mask having a portion, a third step of using the mask to remove the insulating film in the first region, and a step of removing the piezoelectric film on the mask and in the first region.
  • a fifth step of forming is
  • the insulating film and the conductive film are formed using the same mask, there is no deviation between the respective patterns and the patterns can be formed with good consistency. Furthermore, since the thickness of the insulating film and the thickness of the conductive film can be set independently of each other, the mass discontinuity at the electrodes can be reduced, the propagation loss of surface acoustic waves can be reduced, and the surface acoustic wave with better characteristics can be obtained. Simple wave device It can be manufactured by a simple manufacturing process.
  • the surface acoustic wave excited, received, reflected, and propagated by the surface acoustic wave device emits at least one transverse wave component of a bulk wave in a depth direction of the piezoelectric substrate.
  • the thickness of the conductive film is Hm
  • the thickness of the insulating film in the first region is H pi (H p 1 ⁇ 0)
  • the thickness of the second region is Let the thickness of the insulating film be Hp 2 (H p 2> 0), the wavelength of the surface acoustic wave be I, and the step of the boundary between the first region and the second region on the surface of the insulating film ( Hm + H p 1 -HP 2)
  • the thickness of the conductive film is Hm
  • the thickness of the insulating film in the first region is Hp 1 (H p 1 ⁇ 0)
  • the thickness of the second region is
  • the thickness of the insulating film is Hp 2 (Hp 2> 0)
  • the electrode finger period of the conductive film in the electrode is P
  • the first region and the first region on the surface of the insulating film are standardized by 2P.
  • the step at the boundary of the second region (Hm + Hpl-Hp2) / (2P) is
  • the thickness of the conductive film is Hm
  • the thickness of the insulating film in the first region is H p 1 (H p 1 ⁇ 0)
  • the thickness of the second region is The thickness of the insulating film is defined as H p 2 (H p 2> 0)
  • the electrode finger period of the conductive film in the electrode is defined as P, and standardized by 2 P.
  • the step (Hm + Hp1-Hp2) / (2P) at the boundary between the region and the second region is given by the following equation:
  • the piezoelectric substrate is a lithium tetraborate substrate.
  • the cutout angle of the surface of the piezoelectric substrate and the propagation direction of the surface acoustic wave are represented by Eulerian angles (0 ° to 45, 38 ° to 55, 80 ° to 90 °). ) And within the range equivalent thereto.
  • the cutout angle of the surface of the piezoelectric substrate and the propagation direction of the surface acoustic wave may be represented by an Eulerian angle display (0 ° to 45 °, 30 ° to 90 °, 40 ° to 65 °). ) And within the range equivalent thereto.
  • FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional structure of a single electrode type IDT in a conventional surface acoustic wave device used for a numerical simulation.
  • Figure 2 is a graph showing the propagation loss of the stop Pando end in the longitudinal wave type leaky wave a sl, stain Yu configuration results in electrode film thickness dependency of a s2 on lithium tetraborate substrate.
  • FIG. 3 is a graph showing a simulation result of the electrode thickness dependence of the electromechanical coupling coefficient k 2 in a longitudinal wave type Rikey wave on a lithium tetraborate substrate.
  • Figure 4 is a graph showing the simulation results of the electrode thickness dependence of the susceptance components Be and Br, which represent the energy storage amount and the unidirectionality, in the longitudinal wave type Ricky wave on the lithium tetraborate substrate. is there.
  • Fig. 5 is a graph showing the simulation results of the electrode film thickness dependence of the mismatch ⁇ of the sound impedance in a longitudinal wave type leaky wave on a lithium tetraborate substrate.
  • FIG. 6A to 6C are cross-sectional views illustrating a conventional surface acoustic wave electrode structure.
  • FIG. 7 is a diagram showing a cross-sectional structure of a single-electrode type IDT in a surface acoustic wave device according to the present invention used in a numerical simulation.
  • 6 is a graph showing a simulation result of a mismatch amount £ of the graph.
  • FIG. 24 is a diagram for explaining the structure of the surface acoustic wave device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 25 is a graph showing the pass frequency characteristic of the surface acoustic wave device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 is a graph showing the pass frequency characteristic of the surface acoustic wave device of the comparative example.
  • 27A to 27D are process sectional views of a method for manufacturing a surface acoustic wave device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 28 is a graph showing the relationship between the CF 4 gas pressure in dry etching and the etching rates of the SiO 2 film and the resist film.
  • 29A to 29C are cross-sectional views of a surface acoustic wave device manufactured by a method of manufacturing a surface acoustic wave device according to one embodiment of the present invention.
  • 30A to 30E are process cross-sectional views of a method for manufacturing a surface acoustic wave device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 31 is a graph showing the pressure of CF 4 gas in dry etching, the ratio of the etching rate of the SiO 2 film to the etching rate of lithium tetraborate.
  • the present inventors adopted a calculation model of the electrode structure shown in FIG. 7 and obtained an optimal electrode structure capable of reducing propagation loss by numerical simulation.
  • FIG. 7 shows an electrode structure in which electrode fingers 12 are formed at a period P on the surface of a piezoelectric substrate 10 and an insulating film 18 is formed on the surface.
  • the thickness of the insulating film 1.8 is different on the electrode finger 12 and on the other piezoelectric substrate 10. Simulation has improved the method for the single-electrode type IDT described above.
  • the measurement was performed by considering the displacement and potential in each direction in the insulating film 18 as shown by the following equations 7 and 8.
  • the surface acoustic wave is a longitudinal wave type leaky wave.
  • the piezoelectric substrate is a single crystal of lithium tetraborate, and the cutout angle and the propagation direction of the surface acoustic wave are represented by Euler angles (0 °, 47.3 °, 9 °). 0 °), the electrode fingers were formed of aluminum, and the insulating film was formed of silicon dioxide.
  • Fig. 8 to Fig. 11 show the stop pin ends when the thickness H p 1 2 P of the insulating film 18 on the electrode finger 1 2 is normalized by 2 ⁇ twice the electrode finger period ⁇ .
  • Figures 12 to 15 show the stop when the thickness Hp12P of the insulating film 18 on the electrode finger 12 is 0.02, which is standardized by 2 P, which is twice the electrode finger period P.
  • the sl loss at the band edge, the electromechanical coupling coefficient k 2 , the susceptance B r representing one-wayness, and the acoustic impedance mismatch ⁇ are shown.
  • Figures 16 to 19 show the stop band when the thickness H pl Z2 P of the insulating film 18 on the electrode finger 12 is 0.04, which is standardized by 2 ⁇ twice the electrode finger period ⁇ . Propagation loss at the end ⁇ The electromechanical coupling coefficient k 2 , the susceptance B r representing one-wayness, and the mismatch ⁇ of the acoustic impedance are shown.
  • FIGS. 20 to 23 show the case where the thickness H p 1/2 P of the insulating film 18 on the electrode finger 12 normalized to 2 ⁇ twice the electrode finger period ⁇ is 0.06. It shows the propagation loss at the stop band edge a sl , the electromechanical coupling coefficient k 2 , the susceptance Br representing one-wayness, and the acoustic impedance mismatch £.
  • the propagation loss a s at the top band edge, which reflects the propagation loss characteristics due to the IDT in the actual surface acoustic wave device, strongly depends on the step ⁇ on the surface of the insulating film 18 .
  • Thickness Hm of the electrode finger 12 / (2 P) and the thickness Hp 1/2 P of the insulating film 18 on the electrode fingers 12 are relatively thick, for example, when each is up to about 6%, It can be seen that the loss sl is not significantly affected by the thickness Hm / (2P) of the electrode finger 12 or the thickness Hp1 / 2P of the insulating film 18 on the electrode treatment 12. It can be seen that in this range, when the step ⁇ on the surface of the insulating film 18 is ⁇ 0.03 or more and 0.01 or less, the propagation loss can be 0.02 dBZi or less.
  • the absolute value of the acoustic impedance mismatch amount £ is 3% or less, and the acoustic impedance of the part with the electrode finger 12 and the part without the electrode finger 12 are made almost equal, so that the electrode finger It can be seen that even when the thickness HmZ (2P) of 12 is relatively thick, the propagation loss can be suppressed to 0.02 dB / ⁇ or less.
  • the susceptance Br representing one direction of the electrode array it may be necessary to set the susceptance Br representing one direction of the electrode array to a sufficiently small value.
  • the standardized insulating film 18 has a step on the surface where the propagation loss is low and the susceptance component Br indicating one direction is sufficiently low, for example, within a range of ⁇ 0.5% or less.
  • ⁇ (Hm + H p 1 -H p 2) / (2 P)) It is almost independent of the thickness Hp 1 / (2P) of the insulating film 18 on the extreme measure 12, and it is desirable to set the thickness so as to satisfy the following expression.
  • FIG. 23 shows the structure of the surface acoustic wave device according to the embodiment.
  • This surface acoustic wave device is composed of a piezoelectric substrate 10 composed of a single crystal of lithium tetraborate, which is a principal plane (01 1) plane, and having an electrode line width; an input I DT20 composed of interdigital electrodes of IZ4 and an output I DT22 force.
  • the transversal filter is formed, and a short strip 24 having the same period and the same opening length as the input IDT 22 and the output IDT 24 is formed in the propagation region between the input IDT 22 and the output IDT 24.
  • the input IDT 20 and the output IDT 22 have the same configuration, 20.5 pairs of electrode fingers, an electrode finger period of 4 m (electrode finger width of 2 ⁇ m, wavelength of 8 m), and an aperture. It has a length of 400 m and is oriented so that the propagation direction of the surface acoustic wave is (0 °, 47.3 °, 90 °) in Eulerian angle notation.
  • Input I DT20 between the electrode fingers of the output I DT22 and short scan Bok lip 24, that has an insulating film 18 having a thickness of 200 nm of silicon dioxide (S i 0 2) is formed.
  • FIG. 25 shows the pass frequency characteristics when the length of the propagation path of the short strip 24 is 0.4 mm, 0.8 mm, and 1.2 mm, respectively. According to this embodiment, even if the propagation path length is changed, the minimum insertion loss hardly changes, indicating that the propagation loss is as good as 0.02 dB nos or less.
  • the insulating film 18 was not provided between the input IDT20, the output IDT22 and the electrode finger in the short strip 24, and the input IDT20, the output ID 22 and the aluminum (AI) of the short strip 24 were not provided.
  • the pass-frequency characteristics of a surface acoustic wave device whose thickness was reduced to 160 nm and whose structure was the same as that of the example were measured.
  • HmZ2P 0.02
  • FIG. 26 shows the pass frequency characteristics of the comparative example when the length of the propagation path of the short strip 24 is set to 0.4 mm, 0.8 mm, and 1.2 mm, respectively. According to this comparative example, it can be seen that the minimum insertion loss changes greatly when the propagation path length is changed, and the propagation loss becomes 0.1 d ⁇ or more.
  • the surface acoustic wave device includes: a piezoelectric substrate; and an electrode made of a conductive film for exciting, receiving, reflecting, and propagating the surface acoustic wave on the piezoelectric substrate.
  • the surface wave propagates on the surface of the piezoelectric substrate while radiating at least one transverse wave component of the bulk wave in a depth direction of the piezoelectric substrate, and includes a region in the electrode where the conductive film is provided, and a region inside the electrode.
  • the acoustic impedance of the region where the conductive film is not provided is substantially equal to the surface acoustic wave.
  • a substrate made of (01 1) cut lithium tetraborate single crystal is used as the piezoelectric substrate 10.
  • a pure aluminum film having a thickness of 0.14 / / m is formed as a conductive film 12 on the entire surface of the piezoelectric substrate 10 by a vacuum evaporation method.
  • the conductive film 12 is etched by using a photo resist pattern (not shown) patterned so that the surface acoustic wave propagates at 90 ° X to form an IDT.
  • Etching of the conductive film 12 is performed using an etching solution having an alkaline property of 11 or more so that the lithium tetraborate plate 10 is not etched.
  • the IDT shape has an electrode finger width of 1 m, an electrode finger period of 2 m, an IDT period of 4 ⁇ m, an aperture length of 200 zm, an IDT logarithm of 20.5 pairs, and a surface acoustic wave of 90 °.
  • X Two IDTs are arranged to propagate. In this case, the cut-out angle of the substrate and the propagation direction of the surface wave are (0 °, 47.3 °, 90 °) expressed in Eulerian angles.
  • a SiO 2 film 18 as an insulating film is formed on the surface of the piezoelectric substrate 10 on which the conductive film 12 and the monitor 26 for measuring the film thickness are provided.
  • the SiO 2 film 18 having a thickness of 0.43; zm is formed by a sputtering method. Since the thickness of the conductive film 12 and S i 0 2 film 18 is sufficiently thin, about one third, compared to twice the electrode finger period, that is, twice the electrode finger width, S i 0 2 The thickness of the film 18 is substantially uniform over the entire surface, and irregularities similar to the thickness of the conductive film 12 are formed on the surface thereof.
  • the resist film 28 is formed by spin-coating a novolak resin-based resist (trade name: “HPR-118”, manufactured by Fuji Hunt Co.), and then heating at a temperature higher than the temperature of an etching step described later, preferably 150 ° C. Baking is done above.
  • the surface of the resist film 28 is sufficiently flat compared to the thickness of the conductive film 12, and the unevenness is formed to 0.03 m or less.
  • the thickness of the SiO 2 film 18 is changed from the region where the conductive film 12 is formed to the region where the conductive film 12 is formed by etching from above the resist film 28. In different areas.
  • the etching is dry etching using a parallel plate plasma etching apparatus.
  • the RF power was 100 W using CF 4 at a flow rate of 40 sccm.
  • the etching rates of the resist film 28 and the SiO 2 film 18 are different, and greatly depend on the gas pressure of CF 4 which is the etching pressure.
  • FIG. 28 shows the relationship between the etching rate of the resist film 28 and the SiO 2 film 18 and the etching pressure. From the graph of FIG. 28, the ratio of the etching rate R r of the resist film 28 to the etching rate R s of the SiO 2 film is shown. It can be seen that the etching selectivity Rr / Rs changes.
  • the etching speed of the resist film 28 is increased by the oxygen generated by the etching of the SiO 2 film 18, so that the calculated value is calculated.
  • the etching pressure is set lower.
  • the etching When the etching is started, initially, only the resist film 28 is etched, and the resist film 28 is left in the concave portion of the SiO 2 film 18. Further, when the etching is further advanced, one of the SiO 2 film 18 and the resist film 28 is more etched depending on the etching selectivity set by the etching pressure. As a result, the amount of etching is different between the region where the conductive film 12 is formed and the region where the conductive film 12 is not formed, and irregularities are formed on the surface.
  • Hm is the thickness of the conductive film 12
  • Hp1 is the thickness of the SiO 2 film 18 on the conductive film 12
  • Hp 2 is the Si 2 film on the piezoelectric substrate 10 on which the conductive film 12 is not formed. It is 18 thick.
  • the thickness of the resist film 28 remaining when the SiO 2 film 18 is exposed on the surface of the resist film 28 corresponds to the thickness Hm of the conductive film 12, and thereafter, the entire resist film 28 is Time to removal is equal to HmZR r. Since the SiO 2 film 18 is simultaneously etched within this time, the step difference ⁇ H is expressed by the above equation from the product of the etching rate difference (R r-R s) and the time HmZR r. .
  • Fig. 29C shows the etching result when the etching selectivity (RrZRs) is less than 1, and Fig. 29B shows the etching result when the etching selectivity (Rr / Rs) is almost 1.
  • FIG. 29A shows the etching result when the etching selectivity (RrZRs) exceeds 1.
  • R GanmaZRs is S i 0 2 film 18 as the upper conductive film l 2 becomes concave is left is less than l, the surface of the R RZR s approximately 1, S i 0 2 film 18 becomes flat, R r / R s is 1 Is exceeded, the SiO 2 film 18 is left so that the top of the conductive film 12 becomes a projection.
  • the etching selectivity RrZRs
  • the SiO 2 film 18 can be controlled to a desired thickness in the region where 2 is formed and in the region where 2 is not formed.
  • the etching pressure was set to 5 Pa, 8 Pa or 10 Pa,
  • the thickness of the SiO 2 film 18 remaining on 26 was optically measured using a laser interferometer while performing dry etching, and when the thickness reached 0.1 / m, etching was started. finished.
  • the etching selection ratio (R rZR s) is about 0.7, as shown in FIG. 29 A, S i with no conductive film 12 partially 0 2 film 1 8 protrusions As a result, the step ⁇ was negative, ⁇ 21. L nm.
  • the etching selectivity (RrZRs) is about 1.0, and as shown in FIG. 29B, the surface of the SiO 2 film 18 is not affected by the presence or absence of the conductive film 12. It became flat, and the step ⁇ ⁇ was almost zero at 1.7 nm.
  • the etching selectivity (R rZR s) is about 1.1, and as shown in FIG. 29C, the portion of the SiO 2 film 18 on the conductive film 12 is Thus, the step ⁇ became positive at 5.8 nm.
  • the step H can be controlled from negative to positive. Further, the thickness of the SiO 2 film 18 can be measured on the spot by the above-described monitoring method of measuring the film thickness on the monitor section 26 during etching, and can be controlled with high accuracy. This reduces variations in the electrical characteristics of surface acoustic wave devices, and improves reproducibility.
  • the SiO 2 film 18 on the bonding pad portion (not shown) is selectively removed, and the package is completed as a surface acoustic wave filter through an assembling process such as mounting in a package.
  • the thickness of the insulating film on the piezoelectric substrate and the thickness of the insulating film on the conductive film in the IDT are made different. Therefore, mass discontinuities in the microstructured IDT can be reduced by a simple manufacturing process. Therefore, distortion of the frequency response of the surface acoustic wave is suppressed to a low level.
  • a surface acoustic wave device having better characteristics can be manufactured by a simple process.
  • a substrate made of (011) cut lithium tetraborate single crystal is used as the piezoelectric substrate 10.
  • a 0.1-thick SiO 2 film 18 is formed as an insulating film on the entire surface of the piezoelectric substrate 10 by a sputtering method.
  • this insulating film another silicon oxide film such as SiOx (X3 ⁇ 41) can be used.
  • a resist film 30 serving as a mask is formed on the SiO 2 film 18.
  • the resist film 30 has a thickness of 1.4 m and has an opening 32 in the form of a target IDT pattern.
  • a novolak resin-based resist having a high resolution (trade name “HPR-1183” manufactured by Fuji Hunt) is used.
  • the IDT shape has an electrode finger width of 1 m, an electrode finger period of 2 m, an IDT period of 4 m, an aperture length of 200 m, an IDT logarithm of 20.5 pairs, and a surface acoustic wave of 90 ° X
  • Two IDTs are arranged to propagate. In this case, the cutout angle of the piezoelectric substrate 10 and the propagation direction of the surface wave are (0 °, 47.3 °, 90 °) in Euler angle notation.
  • the SiO 2 film in the opening 32 is dry-etched using the resist film 30 as a mask. Dry etching was performed by a parallel plate plasma etching apparatus using CF 4 as an etching gas. RF power is 150W and gas pressure is 12 Pa. Under these conditions, the ratio of the etching rates of the lithium tetraborate of the piezoelectric substrate 10 and the SiO 2 film 18 is 10 or more. For this reason, even if the SiO 2 film 18 is sufficiently etched, the piezoelectric substrate 10 is hardly damaged, and is not damaged.
  • - Figure 31 shows the etching rate for SiO 2 and the selectivity of the etching rate for lithium tetraborate and SiO 2 when the gas pressure of the etching gas CF 4 was changed.
  • the selectivity becomes 5 or more.
  • the selectivity becomes 10 or more.
  • a selection ratio of 5 or more is required, and a selection ratio of 10 or more is desirable. No.
  • CHF 3 carbon fluoride compounds
  • a gas such as oxygen or nitrogen may be added.
  • an aluminum film 34 having a thickness of 0.1 is vacuum-deposited as a conductive film over the entire surface of the resist film 30 including the exposed openings 32 of the piezoelectric substrate 10. It is formed by a method.
  • a conductive film 12 having an ID pattern is formed by a lift-off method. That is, when the resist film 30 is dissolved and removed with a solvent, the aluminum film 34 on the resist film 30 is lifted off, the aluminum film 34 remains only in the opening 32, and the IDT pattern is not removed. A conductive film 12 is formed.
  • the aluminum film 34 can also be formed by a sputtering method or the like, but is preferably formed by a vacuum evaporation method because the aluminum film 34 is easily removed at the time of lifting off.
  • the insulating film and the conductive film are formed using the same mask, there is no shift between the respective patterns and the patterns can be formed with good consistency.
  • the thicknesses of the insulating film and the conductive film can be independently set. Therefore, it is possible to reduce the mass discontinuity in the IDT, suppress the propagation loss of the surface acoustic wave, and produce a surface acoustic wave device having better characteristics by a simple process.
  • aluminum is used as a metal constituting the IDT or the like, but Cu, Si, Co, or the like that reduces stress migration may be added.
  • An aluminum film may be used, or another metal such as gold may be used.
  • the S i 0 2 may be another inorganic compound such as silicon nitride film. Further, they may be laminated.
  • CF 4 is used as an etching gas, but another carbon fluoride compound such as CHF 3 may be used, or a gas such as oxygen or nitrogen may be added. May be added. Further, wet etching may be used instead of dry etching.
  • the present invention is applied to the transversal filter using the input IDT, the output IDT, and the short strip. May be used.
  • the present invention is also applied to a resonator-type filter in which a comb-shaped electrode is provided between a pair of grating reflectors, a resonator, and a structure in which many comb-shaped electrodes are connected in parallel (IIDT structure). You can also.
  • the present invention is applied to a filter using two IDTs.
  • the present invention is also applied to a filter having three or more IDTs, a filter having another structure using a reflector or the like, a resonator, or the like. Applicable.
  • the present invention is suitable for a surface acoustic wave device provided with electrodes for exciting, receiving, reflecting, and propagating a surface acoustic wave on a piezoelectric substrate. It is useful as a surface acoustic wave device that uses surface acoustic waves with a high frequency of 1 GHz or more that propagate while emitting bulk waves in the depth direction of the piezoelectric substrate.

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Description

明 細 書
[発明の名称]
弾性表面波装置及びその製造方法
[技術分野]
本発明は、 伝搬モードとしてリ一キ一波及び縱波型リ一キー波などの圧電基板 の深さ方向にバルク波を放射しながら伝搬する弾性表面波を用いた弾性表面波装 置及びその製造方法に関する。
[背景技術]
弾性表面波装置は、 電気信号を弾性表面波に変換することで信号処理を行う回 路素子であり、 フィルタ、 共振子、 遅延線などに用いられる。 通常、 圧電性のあ る弾性体基板、 すなわち、 圧電基板上にィンタデジタル卜ランスジユーザ （ I D 丁、 櫛型電極、 すだれ状電極） と呼ばれる金属などの導電膜からなる電極を設け ることにより、 電気信号から弾性表面波への変換 ·逆変換を行っている。
弾性表面波の特性は、 圧電基板を伝搬する弾性表面波の伝搬特性に依存してお り、 特に、 弾性表面波装置の高周波化に対応するためには弾性表面波の伝搬速度 の速い圧電基板が必要である。
従来、 弾性表面波に用いられる基板材料としては、 水晶、 タンタル酸リチウム (L i T a 03) 、 ニオブ酸リチウム （L i N b 03) 、 四ほう酸リチウム （L i 2B 4O7) などが知られている。 また、 弾性表面波装置に用いられる弾性表面波と しては、 レイリー波 （Rayleigh Wave) やリーキ一波 （Leaky Surface Wave, 漏洩 弾性表面波、 疑似弾性表面波） が主に知られている。
レイリー波は、 弾性体の表面を伝搬する弾性表面波であり、 そのエネルギーを 圧電基板内へ放射することなく、 すなわち、 理論上伝搬損失なく伝搬する。 レイ リー波を利用した弾性表面波装置に用いられる基板材料として、 伝搬速度が 3 1 00m/ s e cの STカツ ト水晶、 3300 mZ s e cの X力ッ ト 1 1 2° Y伝 搬の L i T a 03、 4000 mZ s e cの 1 28。 Yカツ ト X伝搬の L i N b 03 、 34 0 0 mZ s e cの 4 5。 Xカツ 卜 Z伝搬の L i 2B4O7などがある。
他方、 弾性表面波装置にリーキ一波を利用することが検討されている。 リーキ 一波は、 弾性体の深さ方向にバルク波として一つの横波成分を放射しながら表面 に沿つて伝搬する弾性表面波である。
一般に、 リーキー波は、 この放射による伝搬損失が大きく弾性表面波装置への 利用は困難であるが、 特別な切り出し角及び伝搬方向では比較的伝搬損失が少な いため利用可能である。
また、 リーキ一波は、 レイリー波と比べて伝搬速度が速いため、 比較的高い （ U H F帯以上の） 周波数用の弾性表面波装置に広く利用されている。
リ一キー波を利用した弾性表面波装置に用いられる基板材料として、 伝搬速度 が 3 900 m/ s e cの L STカツ ト水晶、 4 2 0 0 m/ s e cの 36° Yカツ 卜 X伝搬の L i T a O 4 50 0 mZ s e cの 4 1° Yカツ 卜 X伝搬の L i N b O3、 4 5 00 / s e cの 64° Yカッ ト X伝搬の L i N b O3などが知られて いる。
最近、 本願発明者らは、 リーキー波の理論をさらに発展させて、 バルク波とし て 2つの横波成分を基板内部に放射しながら縦波を主成分として伝搬する表面波 (以下、 縦波型リーキー波という） の存在を明らかにしている。
四ほう酸リチウム （L i 2B4O の切り出し角及び伝搬方向がオイラー角表示 で （0° 〜4 5° 、 30。 〜9 0° 、 4 0° 〜90° ) 及びそれと等価な方向に おいて、 伝搬速度が 5 00 0〜 75 00 m/ s e cと非常に高速度な弾性表面波 が存在することを明らかにした （特開平 6— 1 1 2 7 63号公報参照） 。
特に、 切り出し角及び伝搬方向がオイラー角表示で （0° 〜4 5。 、 38。 〜 55° 、 80° 〜 90° ) 及びそれと等価な方向で-ある場合、 伝搬速度が 6 5 0 0〜720 Om/s e cと高速であるだけでなく、 電気機械結合係数 （k2) が大 きく、 伝搬損失が低い良好な伝搬特性を示すことが分かっている。
以上、 説明したようにリーキー波及び縦波型リーキー波は、 一般に伝搬速度が レイリ一波より速いため、 弾性表面波装置の高周波化に対応させることが可能で める。
弾性表面波装置として利用するためには、 少なくとも 1つの I DTが必要であ り、 その膜厚により伝搬特性が大きく変化することが知られている。 すなわち、 I D Tは、 通常、 アルミニウム （A 1 ) を主成分とする金属膜で構成され、 弾性 表面波の特性は、 その波長 （λ ) で規格化した導電膜の膜厚 （規格化膜厚 h /ス ) により変化することが知られている。
一般に、 A 1などの導電膜は、 その膜厚が薄くなると比抵抗が急激に増加する ため、 電気抵抗を小さくできる 1 0 0 0 A以上の膜厚に設定される。 そのため、 電気抵抗を十分に小さくできる規格化膜厚 （ ιΖ λ ) の下限値が存在し、 弾性表 面波装置の高周波化とともに弾性表面波の波長が短くなり、 必要な規格化膜厚の 下限値は 1〜 2 %以上に上昇する。
例えば、 リ一キー波や縦波型リ一キー波を利用して 1 G H zの周波数の信号処 理をする場合、 必要な規格化膜厚は、 L S Tカッ ト水晶では 2. 5 %以上、 3 6 ° Yカツ ト X伝搬の L i T a 03では 2. 3 %以上、 4 1 ° Yカッ ト X伝搬の L i N b 03、 6 4° Yカツ ト X伝搬の L i N b 03では 2. 2 %以上、 カツ 卜角及び 伝搬方向がオイラー角表示で （0° 、 4 7. 3° 、 9 0° ) の L i 2B407では 1 . 5 %以上となり、 高い周波数の場合には規格化膜厚の下限はさらに大きくなる o
ところが、 本願発明者らはリ一キー波及び縦波型リ一キー波の分散特性を数値 シミュレーションしたところ、 基板表面の金属膜がある規格化膜厚より厚くなる とリ一キー波及び縦波型リ一キー波の伝搬損失が急激に増加するという結果を得 た。
次に、 その計算方法及び結果について説明する。
数値シミュレーションは、 I DTとして通常使用されるシングル電極に対して 行った。 計算モデルを図 1に示す。 圧電基板 1 0上に電極指 1 2 (ストリップ） が弾性表面波の伝搬方向に周期 Pで形成されており、 電極指幅は M、 膜厚は Hで あり、 圧電基板 1 0の表面上の弾性表面波の伝搬方向を X！、 圧電基板 1 0の深さ 方向を X3、 X】及び Χ3にそれぞれ垂直な方向を Χ2とする。 この I D Tの弾性表 面波の伝搬特性は、 電極指による周期的な摂動効果により 1次のブラック反射を 生じ、 伝搬定数 (波数） に周波数分散が生じる。 まず、 この伝搬定数 の周波 数分散を計算する。 弾性表面波の変位 U iと静電電位 Φはフロケ （Floquet) の定 理を用いて、 次の式 1〜4に示す空間高調波の和で表される。
式 1
4 2mP
Ui s ub= ∑ ∑ A β •exp ] { K X S - K + —— X . + ωί)}
n=l π 式 2
Φ X i + ωί)}
Figure imgf000006_0001
式 3
10
n 2mP
U ∑ A n)
β •exp j { Λ a X3-( + — X . + ωί)} m=-∞ n=5 π
式 4
U'"'= ∑ A 05 (ra. 0) 2mP
•exp j { a X3— (/c + — X i + ωΐ)} ここで、 弾性表面波の伝搬方向である X3方向の減衰定数 a (m' n)と、 振幅定数 β m' は、 伝搬定数/ と角周波数 ωを設定し、 mに対して、 各領域で、 次の式 5に示す運動方程式と、 式 6に示す準静電近似のマクスゥエルの方程式を解くこ とで求められる。
式 5
c； j k 1 U k. ι i + e k i j ?) , k i = p U j
式 6
e , UK. i； + ε ik ø. ki = 0 (i, j,k, 1 = 1,2,3) ここで、 C i ，、 e k i j、 ε ikはそれぞれ弾性定数， 圧電定数， 誘電定数のテンソ ルで、 pは密度である。
また、 空間高調波の振幅定数 A (m' は、 式 1〜式 4に示す境界条件を与えるこ とにより求める。 機械的境界条件として、 電極指下では変位 U i、 U2、 U3と応力 Τ31、 Τ32、 Τ33が連続であり、 電極指の間では応力 Τ31、 Τ32、 Τ33が 0であ る。 電気的境界条件として、 電極指下では電位 Φが一定であり、 電極措間では電 位 øと電束密度の境界と垂直方向成分 D3が連続である。
また、 電極指間を相互に短絡した短絡電極指 （ショー卜ストリップ） の場合は 電極指上 電位 Φが 0であり、 電極指間を短絡せず開放している開放電極指 （ォ 一プ ストリップ） の場合は電極指上の全電荷が 0である。
以上の計算から、 ある角周波数 ωに対する伝搬定数/ cを求めることができる。 なお、 空間高調波の次数 mは、 十分に大きな整数として計算を行った。
一般に、 電極指による周期的な摂動により、 伝搬定数が 1次のブラック反射の 条件 （R e ) = π /?) を満足する周波数帯域 （ストップバンド） が生じる 。 ショートストリップによるストップパ'ンドの両端の周波数を f s l、 f s2とし、 オープンストリップによるストップバンドの両端の周波数を f f 。2とする。 ストップバンド端での伝搬定数 cの虚数成分は、 計算上伝搬損失が生じないレイ リ一波の場合は 0となる （ I m ( ) = 0) 。 しかし、 リ一キー波や縦波型リー キー波の場合は 0とならない （ I m (/c ) ≠ 0) 。
ショートストリップ及びオープンス卜リップにおけるス卜ップバンド端の周波 数から、 弾性表面波装置の設計方法として広く利用されているスミスのクロスフ ィールドモデルに必要なパラメ一夕を抽出することができる。 ハ。ラメ一夕として 、 音響インピーダンスの不整合量 £ (= (Z o/Zm) — 1 ； Z oは電極指がな い部分の音響ィンピーダンス、 Zmは電極指のある部分の音響インピーダンス） 、 エネルギー蓄積量を表すサセプタンス分 B e、 電気機械結合係数 k 2を求めた。 電極指列が両方向性の場合はショートストリップとオープンストリップにおけ るス卜ップバンド端のどちらか一方は必ず一致するが、 電極指列が一方向性の場 合は一致しない (E.し Adler et al、 "Arbitrariy Oriented SAW Gratings: Netw ork Model and the Coupling- of - Modes Description"、 IEEE trans, on Ultras on. Ferroelec. Freq. Cntr. , vol. UFFC-38, no.3， pp. 220-230 (1991)) 。 この 場合は、 一方向性を表すサセプ夕ンス分 B rも求めた。 分散特性におけるストッ プバンド端の伝搬定数/ の虚数成分とスミスのクロスフィールドモデルより得ら れるストップバンド端の伝搬定数の虚数成分が一致するような伝搬損失を求める ことで、 ショートストリップのストップバンド端 f s l、 f s2における伝搬損失ひ s l、 as2、 及びオープンストリップのストップバンド端 f 。，、 f 。2における伝搬 損失 α。ι、 α。2を求めた。
次に、 具体的な計算結果の一例として、 カツ ト面及び伝搬方向がオイラ角表示 で （0。 、 47. 3° 、 90° ) の L i 2B O における縦波型リーキー波に対す る分散特性の A 1膜厚依存性の計算値を図 2〜図 5に示す。
図 2〜図 5は、 ストップバンド端の伝搬損失 asl、 as 2、 電気機械結合係数 k エネルギー蓄積量を表すサセプタンス分 B e、 音響インピーダンスの不整合量 £をそれぞれ示している。 なお、 サセプタンス分 B eは、 音響アドミタンス （音 響インピーダンス Z 0の逆数） で規格化している。 ここで、 温度は 25て、 電極 指周期 Pで規格化した電極指幅 （M/P) は 0. 5、 電極指はアルミニウムから なるとした。 これから、 電極指周期の 2倍の値 2 Pで規格化した A 1膜の規格化 膜厚が 1. 7%以上で伝搬損失が 0. 04 d Β/λ以上となることがわかる。 そ のため、 電気抵抗が十分に小さい規格化膜厚に設定した場合、 比較的高い周波数 で動作する弾性表面波装置を設計することは困難であることがわかった。
同様に他のリーキ一波においても 1. 5から 4. 0 %以上の規格化膜厚で伝搬 損失が大きくなることがわかった。
このように、 縱波型リ一キー波などの圧電基板の深さ方向にバルク波を放射し ながら伝搬する弾性表面波の利用において、 I DTの規格化膜厚がある程度以上 では伝搬損失が増加するため、 電極の内部電気抵抗を十分に低く設定した場合、 伝搬損失が大きく、 弾性表面波装置の挿入損失の劣化を招いていた。
前述したように、 弾性表面波装置は、 圧電基板上に設けられた I DT (インタ デジタルトランスジュ一サ、 すだれ状電極、 く し型電極ともいう） を用いて電気 信号と圧電基板表面を伝搬する弾性表面波とを相互に変換し、 この表面波を利用 してフィルタ、 共振子、 遅延線などの機能を発揮するデバイスである。 代表的な I DTの構造は、 図 6 Αの断面図に示すように、 金厲ストリップからなる複数対 の電極指 12が圧電基板 10上に配置されたもので-ある。 この電極指 12は、 I D Tの内部抵抗を低くするために必要な厚さとしている。
しかしながら、 I DTの周期により規格化した膜厚 （規格化膜厚 h/ス） が 1 %以上の場合のように、 相対的に金属ス卜リップが厚い場合に金属ストリップの 境界部分による表面波の反射が問題となる。 この反射により表面波の周波数応答 波形の歪みが増大し、 目的とする伝搬特性を得ることができない。
従来の弾性表面波装置における I DTの構造として、 図 6 Bの断面図に示すも のが知られている （特公昭 5 6 - 3 6 6 0 4号公報参照） 。
図 6 Bに示す I D Tの構造は、 電極指 1 1を設ける領域の圧電基板 1 0に予め 凹部 1 2を設け、 その凹部 1 2内に電極指 1 1を形成したものである。 電極指 1 1の側面間に圧電基板 1 0があるため、 質量的な不連続が低減できる。 この従来 技術では反射の影響を抑えて特性を向上させようとしている。 しかし、 凹部 1 2 の深さにより表面波の伝搬特性が変化するため、 その深さを正確に制御すること が必要となる。 また、 凹部 1 2の形成方法によっては圧電基板 1 0に大きなダメ —ジを与えるため、 所定の圧電特性が得られない場合もある。
なお、 特公昭 5 6 - 3 6 6 0 4号公報記載の発明は、 電極部を溝底部に配置し 、 この電極部と電極の無い部分の弾性表面波に対する音響インピーダンスを実質 的にほぼ等しくなるように溝の深さを設定することで、 電極での反射を抑えるも のである。
また、 従来の弾性表面波装置における I D Tの構造として、 図 6 Cの断面図に 示すものが知られている。
図 6 Cに示す I D Tの構造は、 全面に形成したアルミニウム金属層上に電極指 1 1を設ける領域以外を開口したマスクを設け、 その開口した領域のアルミニゥ ムを陽極酸化することにより、 電極指 1 1の側面間に陽極酸化膜 1 3を形成して いる。 電極指 1 1間に陽極酸化膜 1 3の質量があるため、 質量的な不連続を低減 できる （特公昭 5 9 - 8 9 6 4号公報参照） 。 しかし、 陽極酸化膜 1 3の厚さは 電極指 1 1を構成するアルミニウム金属層の厚さにより規定され、 また、 電極指 1 1を構成する金属材料及びその厚さも製造プロセスにより限定される。
このように、 従来は、 I D Tでの質量的な不連続を低減するような I D Tの構 造を製造することが困難であつた。
本発明の目的は、 縦波型リーキー波などの圧電基板の深さ方向にバルク波を放 射しながら伝搬する弾性表面波を用い、 比較的高い周波数を信号処理する弾性表 面波装置であって、 伝搬損失を増加させることなく、 電気抵抗が十分に小さい弾 性表面波装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、 電極での質量的な不連続を低減することができ、 周波数 応答波形の歪みを生じさせることなく、 伝搬特性の劣化を有効に防ぐことのでき る弾性表面波装置の製造方法を提供することにある。 [発明の開示]
本発明による弾性表面波装置は、 圧電基板と、 前記圧電基板上に形成された導 電膜から構成され、 弾性表面波を励起、 受信、 反射、 伝搬する電極と、 前記電極 内の導電膜の設けられた第 1の領域と、 前記電極内の導電膜の設けられていない 第 2の領域とのうち、 少なくとも前記第 2の領域に形成された絶縁膜とを有し、 前記弾性表面波が、 前記圧電基板の深さ方向にバルク波の少なくとも 1つの横波 成分を放射しながらその表面を伝搬するものであり、 前記第 1の領域と、 前記第 2の領域の前記弾性表面波に対する音響ィンピーダンスがほぼ等しくなるように 、 前記第 1の領域の前記絶縁膜の厚さ H p 1 (H p 1≥ 0 ) と、 前記第 2の領域 の前記絶縁膜の厚さ H p 2 (Hp 2 > 0) とが設定されていることを特徴とする o
これにより、 第 1の領域と第 2の領域における音響インピーダンスをほぼ等し く して、 電極での質量的な不連続を低減したので、 縦波型リーキー波などの圧電 基板の深さ方向にバルク波を放射しながら伝搬する弾性表面波を用いて、 伝搬損 失を增加させることなく、 十分に小さな電気抵抗により、 比較的高い周波数を信 号処理することができる。
上述した弾性表面波装置において、 前記絶縁膜は、 前記第 1の領域を覆ってい てもよい。
上述した弹性表面波装置において、 前記導電膜の厚さを Hm、 前記第 1の領域 の前記絶縁膜の厚さを Hp 1 (Hp 1≥ 0) 、 前記第 2の領域の前記絶縁膜の厚 さを Hp 2 (Hp 2 > 0) 、 前記弾性表面波の波長をスとし、 前記絶縁膜の表面 の前記第 1の領域と前記第 2の領域の境界の段差 （Hm+Hp 1— Hp 2) が次 式
— 0. 03≤ CHm+Hp l -Hp 2) //A≤ 0. 0 1
を満たすこが望ましい。
上述した弾性表面波装置において、 前記導電膜の厚さを Hm、 前記第 1の領域 の前記絶縁膜の厚さを Hp 1 (Hp 1≥ 0) 、 前記第 2の領域の前記絶緣膜の厚 さを Hp 2 (Hp 2 > 0) 、 前記電極内の前記導電膜の電極指周期を Pとし、 2 Pにより規格化した、 前記絶縁膜の表面の前記第 1の領域と前記第 2の領域の境 界の段差 （Hm+Hp l— Hp 2) Z (2 P) が次式
—0. 108 X HmZ ( 2 P) - 8. 5 x 10 "3
≤ (Hm + H p 1 -H p 2 ) / (2 P) ≤
—0. 150 X Hm/ ( 2 P) - 1. 0 x 10 -3
を満たすことが望ましい。
上述した弾性表面波装置において、 前記導電膜の厚さを Hm、 前記第 1の領域 の前記絶縁膜の厚さを Hp 1 (Hp 1≥0) 、 前記第 2の領域の前記絶縁膜の厚 さを Hp 2 (H p 2 > 0) 、 前記電極内の前記導電膜の電極指周期を Pとし、 2 Pにより規格化した、 前記絶縁膜の表面の前記第 1の領域と前記第 2の領域の境 界の段差 （Hm + Hp l - Hp 2) Z (2 P) が次式
- 0. 09 X Hm/ ( 2 P) - 6. 6 x 10 "3
≤ (Hm + Hp l— Hp 2) / ( 2 P) ≤
—0. 24 x HmZ ( 2 P) + 9. 1 x 10— 3
を満たすことが望ましい。
上述した弾性表面波装置において、 前記圧電基板が、 四ほう酸リチウム基板で あることが望ましい。
上述した弾性表面波装置において、 前記圧電基板の表面の切り出し角及び弾性 表面波の伝搬方向が、 オイラ角表示で （0° 〜45° 、 38° 〜55° 、 80° 〜90° )及びそれと等価な範囲内であることが望ましい。
上述した弾性表面波装置において、 前記圧電基板の表面の切り出し角及び弾性 表面波の伝搬方向が、 オイラ角表示で （0。 〜45° 、 30。 〜90° 、 40° 〜65° ) 及びそれと等価な範囲内であることが望ましい。
また、 本発明による弾性表面波装置の製造方法は、 圧電基板上に所定のパター ンの導電膜を形成し、 弾性表面波を励起、 受信、 反射、 伝搬するための電極を形 成する第 1の工程と、 前記電極内の導電膜の設けられた第 1の領域と、 前記電極 内の導電膜の設けられていない第 2の領域とのうち、 少なくとも前記第 2の領域 に絶縁膜を形成する第 2の工程と、 前記第 1の領域の絶縁膜の厚さ Hp 1 (Hp 1≥ 0 ) と、 前記第 2の領域の前記絶縁膜の厚さ H p 2 ( H p 2 > 0 ) とを、 前 記第 1の領域と前記第 2の領域の前記弾性表面波に対する音響インピーダンスが ほぼ等しくなるようにする第 3の工程とを有することを特徴とする。
これにより、 第 1の領域と第 2の領域の音響インピーダンスがほぼ等しくなる ようにできるので、 電極での質量的な不連続を低減でき、 弾性表面波の伝搬損失 を低く抑え、 より優れた特性の弾性表面波装置を簡単な製造工程により製造する ことができる。
上述した弾性表面波装置の製造方法において、 前記第 2の工程では、 前記絶縁 膜を前記第 1の領域に形成してもよい。
上述した弾性表面波装置の製造方法において、 前記第 3の工程は、 前記絶縁膜 上に平坦化膜を形成する平坦化工程と、 前記第 1の領域の前記絶縁膜が露出する まで、 前記平坦化膜をエッチングし、 その後は、 前記絶縁膜と前記平坦化膜のェ ッチング選択比が所望の値となるエツチング条件で、 前記第 1の領域又は前記第 2の領域の前記絶縁膜のいずれかをより多くエッチングするエツチング工程とを 有することが望ましい。
上述した弾性表面波装置の製造方法において、 前記エッチング工程は、 ドライ エッチングであり、 エッチング圧を変化することにより、 前記絶縁膜と前記平坦 化膜のェッチング選択比を制御することが望ましい。
更に、 本発明による弾性表面波装置の製造方法は、 圧電基板上に絶縁膜を形成 する第 1の工程と、 前記絶縁膜上に電極の導電膜が形成される第 1の領域が開口 した開口部を有するマスクを形成する第 2の工程と、 前記マスクを用いて、 前記 第 1の領域の前記絶縁膜を除去する第 3の工程と、.前記マスク上及び前記第 1の 領域の前記圧電基板上に、 導電膜を形成する第 4の工程と、 前記マスクを除去す ることにより、 前記マスク上の前記導電膜を除去して、 前記第 1の領域の前記導 電膜からなる電極を形成する第 5の工程とを有することを特徴とする。
これにより、 同一のマスクを用いて絶縁膜と導電膜を形成するので、 それぞれ のパターン間のずれが無く、 整合性よく形成できる。 更に、 絶縁膜と導電膜の厚 さをそれぞれ独立に設定することができるので、 電極での質量的な不連続を低減 でき、 弾性表面波の伝搬損失を低く抑え、 より優れた特性の弾性表面波装置を簡 単な製造工程により製造することができる。
上述した弾性表面波装置の製造方法において、 前記弾性表面波装置で励起、 受 信、 反射、 伝搬する弾性表面波が、 前記圧電基板の深さ方向にバルク波の少なく とも 1つの横波成分を放射しながらその表面を伝搬するものであることが望まし い。
上述した弾性表面波装置の製造方法において、 前記導電膜の厚さを Hm、 前記 第 1の領域の前記絶縁膜の厚さを H p i (H p 1≥ 0 ) 、 前記第 2の領域の前記 絶縁膜の厚さを Hp 2 (H p 2 > 0 ) 、 前記弾性表面波の波長を; Iとし、 前記絶 縁膜の表面の前記第 1の領域と前記第 2の領域の境界の段差 （Hm + H p 1 -H P 2 ) が次式
- 0. 0 3≤ (Hm + H p 1 -Η ρ 2) /λ≤ 0. 0 1
を満たすことが望ましい。
上述した弾性表面波装置の製造方法において、 前記導電膜の厚さを Hm、 前記 第 1の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 1 (H p 1≥ 0 ) 、 前記第 2の領域の前記 絶縁膜の厚さを Hp 2 (Hp 2 > 0) 、 前記電極内の前記導電膜の電極指周期を Pとし、 2 Pにより規格化した、 前記絶縁膜の表面の前記第 1の領域と前記第 2 の領域の境界の段差 （Hm + Hp l— H p 2 ) / (2 P) が次式
- 0. 1 0 8 X Hm/ ( 2 P) - 8. 5 x 1 0"3
≤ (Hm + H p 1 -H p 2 ) / (2 P) ≤
- 0. 1 5 0 xHm/ (2 P) - 1. 0 x 1 0 "3
を満たすことが望ましい。
上述した弾性表面波装置の製造方法において、 前記導電膜の厚さを Hm、 前記 第 1の領域の前記絶縁膜の厚さを H p 1 (H p 1≥ 0 ) 、 前記第 2の領域の前記 絶縁膜の厚さを H p 2 (H p 2 > 0 ) 、 前記電極内の前記導電膜の電極指周期を Pとし、 2 Pにより規格化した、 前記絶縁膜の表面の前記第 1の領域と前記第 2 の領域の境界の段差 （Hm + H p 1 -H p 2 ) / (2 P) が次式
— 0. 0 9 X HmZ ( 2 P) - 6. 6 x 1 0一3
≤ (Hm + H p 1 -H p 2 ) / (2 P) ≤
— 0. 24 x Hm/ (2 P) + 9. 1 x 1 0 "3 を満たすことが望ましい。
上述した弾性表面波装置の製造方法において、 前記圧電基板が、 四ほう酸リチ ゥム基板であることが望ましい。
上述した弾性表面波装置の製造方法において、 前記圧電基板の表面の切り出し 角及び弾性表面波の伝搬方向が、 オイラ角表示で （0° 〜45。 、 38° 〜55 。 、 80° 〜90° ) 及びそれと等価な範囲内であることが望ましい。
上述した弾性表面波装置の製造方法において、 前記圧電基板の表面の切り出し 角及び弾性表面波の伝搬方向が、 オイラ角表示で （0° 〜45° 、 30° 〜90 ° 、 40° 〜65° ) 及びそれと等価な範囲内であることが望ましい。
[図面の簡単な説明]
図 1は、 数値シミュレーションに用いた従来の弾性表面波装置におけるシング ル電極型 I DTの断面構造を示す図である。
図 2は、 四ほう酸リチウム基板上の縦波型リーキー波におけるストップパンド 端の伝搬損失 asl、 as2の電極膜厚依存性のシミユレーション結果を示すグラフ である。
図 3は、 四ほう酸リチウム基板上の縦波型リ一キー波における電気機械結合係 数 k 2の電極膜厚依存性のシミュレ一ション結果を示すグラフである。
図 4は、 四ほう酸リチウム基板上の縦波型リ一キー波におけるエネルギー蓄積 量及び一方向性を表すサセプ夕ンス分 B e、 B rの電極膜厚依存性のシミュレー ション結果を示すグラフである。
図 5は、 四ほう酸リチウ厶基板上の縦波型リ一キー波における音饗ィンピ一ダ ンスの不整合量 εの電極膜厚依存性のシミユレーション結果を示すグラフである ο
図 6 A〜Cは、 従来の弾性表面波の電極構造を説明するための断面図である。 図 7は、 数値シミュレーションに用いた本発明による弾性表面波装置における シングル電極型 I DTの断面構造を示す図である。
図 8は、 絶縁膜の厚さ H p 1/2 P = 0の場合のス卜ップバンド端の伝搬損失 a s lのシミュレーション結果を示すグラフである。 図 9は、 絶縁膜の厚さ H p 1 /2 P= 0の場合の電気機械結合係数 k 2のシミュ レ一ション結果を示すグラフである。
図 1 0は、 絶縁膜の厚さ H p 1 Z 2 P = 0の場合の一方向性を表すサセプ夕ン ス分 B rのシミユレーション結果を示すグラフである。
図 1 1は、 絶縁膜の厚さ Hp 1 /2 P = 0の場合の音響インピーダンスの不整 合量 εのシミユレ一ション結果を示すグラフである。
図 1 2は、 絶縁膜の厚さ Η ρ 1 Ζ2 Ρ = 0. 02の場合のス卜ップバンド端の 伝搬損失ひ s lのシミュレ一ション結果を示すグラフである。
図 1 3は、 絶縁膜の厚さ Hp l Z2 P = 0. 02の場合の電気機械結合係数 k 2のシミュレーション結果を示すグラフである。
図 14は、 絶縁膜の厚さ Hp l Z2 P = 0. 02の場合の一方向性を表すサセ ブタンス分 B rのシミユレーション結果を示すグラフである。
図 1 5は、 絶縁膜の厚さ Hp 1ノ2 P = 0. 02の場合の音響ィンピ一ダンス の不整合量 £のシミュレーション結果を示すグラフである。
図 1 6は、 絶縁膜の厚さ H p 1 2 P = 0. 04の場合のストップバンド端の 伝搬損失ひ s lのシミュレーション結果を示すグラフである。
図 1 7は、 絶縁膜の厚さ Hp l Z2 P = 0. 04の場合の電気機械結合係数 k 2のシミュレ一ション結果を示すグラフである。
図 1 8は、 絶縁膜の厚さ Hp lノ 2 P = 0. 04の場合の一方向性を表すサセ プタンス分 B rのシミュレーション結果を示すグラフである。
図 1 9は、 絶縁膜の厚さ H p 1 /2 P = 0. 04の場合の音響ィンピーダンス の不整合量 £のシミュレ一ション結果を示すグラフである。
図 20は、 絶縁膜の厚さ Hp 1/2 P = 0. 06の場合のストップバンド端の 伝搬損失 aslのシミユレーション結果を示すグラフである。
図 2 1は、 絶縁膜の厚さ Hp 1/2 P = 0. 06の場合の電気機械結合係数 k 2のシミユレ一ション結果を示すグラフである。
図 22は、 絶縁膜の厚さ Hp l /2 P = 0. 06の場合の一方向性を表すサセ プ夕ンス分 B rのシミュレーション結果を示すグラフである。
図 23は、 絶縁膜の厚さ Hp 1 /2 P = 0. 06の場合の音響ィンピーダンス の不整合量 £のシミュレーション結果を示すグラフである。
図 2 4は、 本発明の一実施例による弾性表面波装置の構造を説明するための図 である。
図 2 5は、 本発明の一実施例による弾性表面波装置の通過周波数特性を示すグ ラフである。
図 2 6は、 比較例の弾性表面波装置の通過周波数特性を示すグラフである。 図 2 7 A〜Dは、 本発明の一実施例による弾性表面波装置の製造方法の工程断 面図である。
図 2 8は、 ドライエッチングにおける C F4ガスの圧力と、 S i 02膜及びレジ ス卜膜のエッチング速度の関係を示すグラフである。
図 2 9 A〜Cは、 本発明の一実施例による弾性表面波装置の製造方法により製 造された弾性表面波装置の断面図である。
図 30 A〜Eは、 本発明の他の実施例による弾性表面波装置の製造方法の工程 断面図である。
図 3 1は、 ドライエッチングにおける C F 4ガスの圧力と、 S i 02膜のエッチ ング速度と四ほう酸リチウムに対するエッチング速度の比を示すグラフである。
[発明を実施するための最良の形態]
本願発明者らは、 図 7に示す電極構造の計算モデルを採用し、 伝搬損失が小さ くすることができる最適な電極構造を数値シミュレーションより求めた。
図 7は、 圧電基板 1 0の表面に周期 Pで電極指 1 2が形成され、 その表面上に 絶縁膜 1 8が形成された電極構造である。 絶縁膜 1. 8の厚さは、 電極指 1 2上と それ以外の圧電基板 1 0上では異なった値としている。 シミ ュレーショ ンは、 上 述のシングル電極型 I DTに対する方法を改良した。 上述の式 1〜式 4の他に、 次に示す式 7及び式 8で示すような絶縁膜 1 8中での各方向の変位及び電位を考 慮することで行った。
式 7
∞ 18 2mP
Ui f i 'm= ∑ ∑ A lm- η) 'β i Cm' "5 -exp j{ a (m' n) X3-( + — X ,twt)} m=-∞ n=ll π 式 8
∞ 18 2mP
Φ f i'm= ∑ ∑ A (M' N) · ,S 4 (m' n5 *exp j { /c a (m' ni X 3 - ( /c +— X . ω t) } m=-∞ n=ll π
上述した方法と同様に、 式 1〜式 4及び式 7、 8の境界条件を満足することに より、 伝搬定数 Λの周波数分散特性を求めることができる。 このようにして求め た分散特性から、 上述の方法と同様にして、 設計に必要なパラメータを求めた。 なお、 弾性表面波は縦波型リーキー波であり、 圧電基板を四ほう酸リチウム単結 晶とし、 切り出し角及び弾性表面波の伝搬方向がオイラー角表示で （0° 、 4 7 . 3° 、 9 0° ) となるように電極指が設けられており、 電極指がアルミニウム 、 絶縁膜が二酸化ケイ素で形成された条件とした。
次に、 シミュレーション結果を示す。
図 8〜図 1 1は、 電極指周期 Ρの 2倍の 2 Ρにより規格化した電極指 1 2上の 絶縁膜 1 8の厚さ H p 1ノ 2 Pが 0の場合のストップパ'ンド端の伝搬損失 a s l、 電気機械結合係数 k∑、 一方向性を表すサセプタンス分 B r、 音響インピーダンス の不整合量 £をそれぞれ示している。 横軸を、 規格化した絶縁膜 1 8表面の段差 厶 H (= (Hm + H p 1 -H p 2 ) / ( 2 P) ) とし、 縦軸を、 規格化した電極 指の厚さ HmZ ( 2 P) として示している。
図 1 2〜図 1 5は、 電極指周期 Pの 2倍の 2 Pにより規格化した電極指 1 2上 の絶縁膜 1 8の厚さ H p 1 2 Pが 0. 0 2の場合のストップバンド端の伝搬損 失な sl、 電気機械結合係数 k2、 一方向性を表すサセプタンス分 B r、 音響インピ —ダンスの不整合量 εをそれぞれ示している。
図 1 6〜図 1 9は、 電極指周期 Ρの 2倍の 2 Ρにより規格化した電極指 1 2上 の絶縁膜 1 8の厚さ H p l Z2 Pが 0. 0 4の場合のストップバンド端の伝搬損 失 α 電気機械結合係数 k2、 一方向性を表すサセプタンス分 B r、 音響インピ 一ダンスの不整合量 εをそれぞれ示している。
図 2 0〜図 2 3は、 電極指周期 Ρの 2倍の 2 Ρにより規格化した電極指 1 2上 の絶縁膜 1 8の厚さ H p 1 /2 Pが 0. 0 6の場合のストップバンド端の伝搬損 失 a s l、 電気機械結合係数 k2、 一方向性を表すサセプタンス分 B r、 音響インピ 一ダンスの不整合量 £をそれぞれ示している。 実際の弾性表面波装置における I DTによる伝搬損失特性を反映しているス卜 ップバンド端の伝搬損失 as ,は、 絶縁膜 18表面の段差 ΔΗに強く依存している 電極指 12の厚さ Hm/ (2 P) や電極指 12上の絶縁膜 18の厚さ Hp 1 / 2 Pが比較的厚い場合、 例えば、 それぞれが 6%程度までの厚さの場合には、 ス トップバンド端の伝搬損失ひ slは、 電極指 12の厚さ Hm/ (2 P)や電極措 1 2上の絶縁膜 18の厚さ H p 1/2 Pにはあまり影響されないことがわかる。 この範囲では、 絶縁膜 18表面の段差 ΔΗがー 0. 03以上、 0. 01以下に おいて伝搬損失が 0. 02 dBZ i以下にできることがわかる。
また、 この範囲では、 音響インピーダンスの不整合量 £の絶対値が 3 %以下で あり、 電極指 12のある部分と電極指 12のない部分の音響ィンピーダンスをほ ぼ等しくすることで、 電極指 1 2の厚さ HmZ (2 P) が比較的厚い場合でも伝 搬損失を 0. 02 dB/λ以下に抑えられることがわかる。
なお、 電極指 12上に絶縁膜 18がない （Hp 1Z2 P = 0)場合と比べ、 電 極指 12上に絶縁膜 18がある場合の方が 0. 02 d ΒΖλ以下の伝搬損失が得 られる範囲が広がることがわかる。
さらに、 音響インピーダンスの不整合量 £を十分に低く、 ±0. 5%以下とす ると、 電極 12内の多重反射による周波数応答の歪みを抑さえることができる。 この範囲の規格化した絶緣膜 18表面の段差 ΔΗ (= (Hm + H 1 -H p 2 ) ノ （2 P) ) は、 電極指 12の厚さ HmZ (2 P) に若干依存し、 次式を満たす 範囲に設定することが望ましい。
—0. 108 xHm/ (2 P) - 8. 5 x 10 -3
≤ (Hm + H p 1 -H p 2 ) / ( 2 P) ≤
- 0. 150 xHm/ ( 2 P) - 1. 0 x 10 -3
加えて、 弾性表面波装置の設計において、 電極指列の一方向性を表わすサセプ タンス分 B rを十分に小さな値とすることが必要な場合がある。
このような場合には、 伝搬損失が低く、 かつ、 一方向性を表わすサセプタンス 分 B rを十分に低く、 例えば、 ±0. 5 %以下にできる範囲における、 規格化し た絶縁膜 18表面の段差 ΔΗ (= (Hm + H p 1 -H p 2 ) / ( 2 P) ) は、 電 極措 12上の絶縁膜 1 8の厚さ Hp 1 / ( 2 P) にはほとんど依存せず、 次式を 満たす範囲に設定することが望ましい。
- 0. 09 X HmZ ( 2 P) — 6. 6 x 10 -3
≤ (Hm + H p 1 -H p 2 ) / ( 2 P) ≤
- 0. 24 X HmZ ( 2 P) + 9. 1 x 10- 3
なお、 以上の範囲において電気機械結合係数 k 2は 2. 5〜3. 0%程度の十分 な値が得られ、 また、 温度特性にも優れていることがわかった。
次に、 本発明の一実施例による弾性表面波装置について図 24〜図 25を用い て説明する。
実施例の弾性表面波装置の構造を図 23に示す。 この弾性表面波装置は、 主面 力く （01 1 ) 面である四ほう酸リチウム単結晶からなる圧電基板 10上に、 電極 線幅; IZ4のインタディジタル電極からなる入力 I DT20と出力 I DT22力 形成され、 これら入力 I DT 22と出力 I DT 24間の伝搬領域に、 入力 I D T 22と出力 I DT24と同一周期及び同一開口長のショートストリップ 24が形 成されているトランスバーサルフィルタである。
入力 I DT 20と出力 I DT 22は同じ構成であり、 電極指が 20. 5対であ り、 電極指周期が 4 m (電極指幅が 2 ^m、 波長が 8 m) であり、 開口長が 400 mであり、 弾性表面波の伝搬方向がオイラ角表示で （0° 、 47. 3° 、 90° ) となるような向きに形成されている。
入力 I DT20、 出力 I DT22及びショートストリップ 24は、 厚さ 200 nmのアルミニウム （A 1 ) により形成されており、 規格化膜厚が 2. 5% (H m= 0. 025 ) である。
入力 I DT20、 出力 I DT22及びショートス卜リップ 24の電極指の間に は、 厚さ 200 nmの二酸化珪素 （S i 02) からなる絶縁膜 18が形成されてい る。 入出力 I DT 20及び出力 I DT 22の電極指上には、 電極指間のショート を防ぎ、 信頼性を向上するためにごく薄い絶縁膜 18が残されている。 したがつ て、 Ηρ 2Ζ2Ρ = 0. 025、 Hp lZ2 P¾=0となる。
ショートストリップ 24の伝搬路の長さを、 それぞれ、 0. 4mm、 0. 8 m m及び 1. 2 mmとした場合の通過周波数特性を図 25に示す。 本実施例によれ ば、 伝搬路長を変化させても最小挿入損失はほとんど変化せず、 伝搬損失が 0. 02 d Bノス以下と良好なことがわかる。
比較例として、 入力 I DT20、 出力 I DT22及びショートストリップ 24 内の電極指間に絶縁膜 18が設けられておらず、 入力 I DT20、 出力 I D丁 2 2及びショー卜ストリップ 24のアルミニウム （A I ) の膜厚を 1 60 nmと薄 く し、 他は構造は実施例と同様にした弾性表面波装置について通過周波数特性を 測定した。 この比較例では、 HmZ2 P = 0. 02、 Hp l/2 P = Hp 2/2 P = 0となる。
ショー卜ストリップ 24の伝搬路の長さを、 それぞれ、 0. 4mm、 0. 8 m m及び 1. 2 mmとした場合の比較例の通過周波数特性を図 26に示す。 この比 較例によれば、 伝搬路長を変化させると最小挿入損失が大きく変化し、 伝搬損失 が 0. 1 d ΒΖλ以上になることがわかる。
以上の通り、 本実施形態による弾性表面波装置は、 圧電基板と、 該圧電基板上 に弾性表面波を励起、 受信、 反射、 伝搬するための導電膜から構成される電極と を含み、 該弾性表面波が、 前記圧電基板の深さ方向にバルク波の少なくとも 1つ の横波成分を放射しながらその表面を伝搬するものであり、 電極内の導電膜の設 けられた領域と、 電極内の導電膜の設けられていない領域の前記弾性表面波に対 する音響インピーダンスがほぼ等しいものである。 このため、 縱波型リーキー波 などの圧電基板の深さ方向にバルク波を放射しながら伝搬する弾性表面波を用い た 1 G Η ζ以上などの比較的高い周波数を信号処理するような弾性表面波装置に おいて、 伝搬損失を増加させることなく、 電気抵抗が十分に小さい電極構造が可 能であり、 更なる高周波動作の要求に十分対応する-ことができる。
次に、 本発明の一実施例による弾性表面波装置の製造方法について図 27乃至 図 29を用いて説明する。
圧電基板 10として （01 1 ) カツ 卜の四ほう酸リチウム単結晶からなる基板 を用いる。 まず、 図 27 Αに示すように、 圧電基板 10の全面に導電膜 12とし て厚さ 0. 14 /^mの純アルミニウム膜を真空蒸着法により成膜する。 続いて、 弾性表面波が 90° X伝搬するようにパターニングされたフォ 卜レジス卜パター ン （図示せず） をマスクとして導電膜 12をエッチングして I DTを形成する。 このとき、 I DT以外の領域に膜厚測定用のモニタ部 26、 ボンディングパッ ド
(図示せず） 等をパターニングする。 導電膜 1 2のエッチングは、 四ほう酸リチ ゥ ^板 1 0がエッチングされないように、 11が1 0以上のアル力リ性のエツ チング液を用いて行う。
I DT形状は、 電極指幅が 1 m、 電極指周期が 2 m、 I DT周期が 4 ^ m 、 開口長が 200 zm、 I DT対数が 20. 5対であり、 弾性表面波が 90 ° X 伝搬するように 2つの I DTを配置している。 この場合の基板の切りだし角及び 表面波の伝搬方向は、 オイラ角表示で （0° 、 47. 3° 、 90° ) である。 次に、 図 27 Bに示すように、 導電膜 1 2、 膜厚測定用のモニタ部 26等を設 けた圧電基板 1 0の表面に絶縁膜である S i O2膜 1 8を形成する。 スパッタリン グ法により厚さ 0. 43 ;zmの S i 02膜 1 8に形成する。 電極指の周期、 すなわ ち、 電極指幅の 2倍に比べて導電膜 1 2、 S i 02膜 1 8の厚さは十分薄く、 3分 の 1程度であるので、 S i 02膜 1 8は厚さは全面ほぼ均一であり、 導電膜 1 2の 厚みと同程度の凹凸がその表面に形成される。
次に、 図 27 Cに示すように、 S i 02膜 1 8上に平坦化層となるレジス卜膜 2 8を形成する。 このレジスト膜 28は、 ノボラック樹脂系のレジスト （商品名 「 HPR— 1 1 83」 、 富士ハント社製） を回転塗布し、 その後、 後述のエツチン グ工程の温度よりも高い温度、 好ましくは 1 50 以上でベーキングする。 レジ ス卜膜 28の表面は導電膜 1 2の厚みに比べて充分に平坦となり、 その凹凸が 0 . 03 m以下に形成される。
次に、 図 27Dに示すように、 レジス卜膜 28上からエッチングすることによ り、 S i 02膜 1 8の厚さを導電膜 1 2が形成されている領域と、 形成されていな い領域とで異なるようにする。 エッチングは、 平行平板プラズマエッチング装置 を用いたドライエッチングである。 流量 40 s c c mの C F4を用い、 R Fパワー は 1 00Wとした。
レジス卜膜 28と S i 02膜 1 8のエッチング速度は異なり、 エッチング圧であ る C F4のガス圧に大きく依存している。 図 28に、 レジスト膜 28と S i O 2膜 1 8のエッチング速度と、 エッチング圧との関係を示す。 図 28のグラフから、 レジス卜膜 28のエッチング速度 R rと S i O2膜のエッチング速度 R sの比であ るエッチング選択比 R r/R sが変化することがわかる。
レジス卜膜 28と S i 02膜 18を同時にエッチングする場合には、 S i 02膜 18がエッチングされることにより発生する酸素によりレジス卜膜 28のエッチ ング速度が速くなるので、 計算値よりエッチング圧を低めに設定する。
エッチングを開始すると、 当初はレジスト膜 28のみがエッチングされ、 S i 02膜18の凹部にレジスト膜 28が残された状態となる。 さらに、 エッチングを 進めると、 エッチング圧により設定されたエッチング選択比により、 S i 02膜 1 8とレジスト膜 28がいずれかが多く.エッチングされる。 その結果、 導電膜 12 が形成されている領域と、 導電膜 12が形成されていない領域とで、 エッチング 量が異なり、 表面に凹凸が形成される。
この凹凸での段差 ΔΗは、 図 29 A〜Cに示すように、 次式
AH = Hm + H p 1 -H p 2
で定義される。 但し、 Hmは導電膜 12の厚さ、 Hp 1は導電膜 12上の S i O 2膜 18の厚さ、 Hp 2は導電膜 12が形成されていない圧電基板 10上の S i〇 2膜 18の厚さである。
レジス卜膜 28が全てエッチング除去された時点でエッチングを終了すると段 差 ΔΗは、
ΔΗ = Hm ( 1— (R s /R r ) )
となる。 すなわち、 レジスト膜 28の表面に S i 02膜 18が露出した時点で残つ たレジスト膜 28の厚さは導電膜 12の厚さ Hmに相当し、 その後、 レジス卜膜 28をすベて除去するまでの時間は HmZR rに等しい。 この時間内に S i 02膜 18も同時にエッチングされるので、 エッチング速度の差である （R r— R s) と、 その時間 HmZR rの積から、 段差△ Hは上式の関係となる。
図 29 Cは、 エッチング選択比 （R r ZR s ) が 1未満の場合のエッチング結 果であり、 図 29 Bは、 エッチング選択比 （R r/R s ) がほぼ 1の場合のエツ チング結果であり、 図 29 Aは、 エッチング選択比 （R r ZR s ) が 1を越えた 場合のエッチング結果である。
R ΓZRsがl未満では導電膜l 2上が凹部となるように S i 02膜 18が残さ れ、 R rZR sがほぼ 1では S i 02膜 18の表面は平坦となり、 R r/R sが 1 を超えた場合には導電膜 12上が凸部となるように S i O2膜 18が残される。 このようにエッチング選択比 （R rZRs) を制御することにより、 導電膜 1
2が形成されている領域と、 形成されていない領域とで、 S i O2膜 18をそれぞ れ所望の厚さに制御できることがわかる。
本実施例では、 エッチング圧を 5 P a、 8 P aまたは 10 P aとし、 モニタ部
26上に残された S i 02膜 18の厚さをドライエッチングを行いながらレーザ干 渉計を用いて光学的に測定し、 その厚さが 0. 1 / mとなった時点でエッチング を終了した。
エッチング圧が 5 P aの場合、 エッチング選択比 （R rZR s) は約 0. 7で あり、 図 29 Aに示すように、 導電膜 12のない部分の S i 02膜 1 8が凸部とな り、 段差 ΔΗは— 21. l nmと負となった。
エッチング圧が 8 P aの場合、 エッチング選択比 （R rZR s) は約 1. 0で あり、 図 29 Bに示すように、 導電膜 12の有無に関わらず S i 02膜 18の表面 は平坦となり、 段差 ΔΗは 1. 7 nmとほぼ零となった。
エッチング圧が 10 P aの場合、 エッチング選択比 （R rZR s ) は約 1. 1 であり、 図 29 Cに示すように、 導電膜 12上の S i O2膜 18の部分が凸部とな り、 段差 ΔΗは 5. 8 nmで正となった。
このように、 エッチング圧を 5 P aから 10 P aに変化することにより、 段差 厶 Hを負から正に制御することができる。 また、 エッチング中にモニタ部 26上 の膜厚を測定する上述したモニタ方法により、 S i O2膜 18の厚さをその場で測 定し、 高い精度で制御することができるので、 中心周波数などの弾性表面波装置 の電気的特性のバラツキが低減され、 再現性が向上する。
その後、 ボンディングパッ ド部 （図示せず） 上の S i O2膜 18を選択的に除去 し、 パッケージに収めるなどのアセンブリ工程を経て弾性表面波フィルタとして 完成する。
このように、 本実施形態によれば、 インタデジタル電極上に絶縁膜を全面に形 成した後、 I DT内で圧電基板上と導電膜上との絶縁膜の厚さを異なったものと しているので、 簡単な製造工程により微細構造の I DTにおける質量的な不連続 が低減することができる。 したがって、 弾性表面波の周波数応答の歪みを低く抑 え、 よりすぐれた特性の弾性表面波装置を簡単な工程で作製することができる。 次に、 本発明の他の実施例による弾性表面波装置の製造方法について図 30及 び図 3 1を用いて説明する。
圧電基板 1 0として （0 1 1 ) カツ 卜の四ほう酸リチウム単結晶からなる基板 を用いる。 まず、 図 3 OAに示すように、 圧電基板 1 0の全面に絶縁膜としてス パッ夕リング法により厚さ 0. 1 の S i 02膜 1 8を形成する。 この絶縁膜と しては、 S i Ox (X¾ 1 ) などの他の酸化珪素膜を用いることもできる。
次に、 図 30 Bに示すように、 S i 02膜 1 8上にマスクとなるレジスト膜 30 を形成する。 このレジス卜膜 30は、 厚さ 1. 4 mであり、 目的の I DTパタ —ン形状の開口部 32を有する。 この開口部 32を精度よく形成するため、 解像 力の高いノボラック樹脂系レジスト （商品名 「H PR— 1 1 83」 富士ハン卜社 製） を用いている。 I DT形状は、 電極指幅が 1 m、 電極指周期が 2 m、 I DT周期が 4 m、 開口長が 200 m、 I DT対数が 20. 5対であり、 弾性 表面波が 90° X伝搬するように 2つの I DTを配置している。 この場合の圧電 基板 1 0の切りだし角及び表面波の伝搬方向は、 オイラ角表示で （0° 、 47. 3° 、 90° ) である。
次に、 図 30 Cに示すように、 レジス卜膜 30をマスクとして開口部 32の S i 02膜をドライエッチングする。 ドライエッチングは、 C F4をエッチングガス として用い、 平行平板プラズマエッチング装置で行った。 RFパワーは 1 50W で、 ガス圧は 12 P aである。 この条件で、 圧電基板 1 0の四ほう酸リチウムと S i 02膜 1 8のエッチング速度の比は 1 0以上ある。 このため、 S i O2膜 1 8 を充分にエッチングしても圧電基板 1 0はほとんど侵されず、 ダメージを受ける ことはない。 - エッチングガス C F 4のガス圧を変えた場合の S i O 2に対するエッチング速度 と、 四ほう酸リチウムと S i 02に対するエッチング速度の選択比を図 3 1に示す ο
エッチングガス圧が 5 P a以上では選択比が 5以上となる。 特に、 エッチング ガス圧が 1 0 P a以上では選択比が 10以上となる。 圧電基板 1 0のダメージを 少なくするためには、 5以上の選択比が必要であり、 1 0以上の選択比が望まし い。
エッチングガス圧が 1 4 P aを超えると選択比は向上するが S i 0 2のエツチン グ速度が低くなり、 生産性が低下する。
なお、 エツチングガスに他の C H F 3などのふつ化炭素化合物を用いることもで き、 酸素、 窒素などのガスを添加してもよい。
次に、 図 3 0 Dに示すように、 圧電基板 1 0の露出した開口部 3 2を含むレジ スト膜 3 0の全面に導電膜として厚さ 0 . 1 のアルミニウム膜 3 4を真空蒸 着法により形成する。
次に、 図 3 0 Eに示すように、 リフトオフ法を用いて I D丁パターンの導電膜 1 2を形成する。 すなわち、 溶媒にてレジス卜膜 3 0を溶解して除去すると、 レ ジス卜膜 3 0上のアルミニウム膜 3 4がリフトオフされ、 開口部 3 2にのみアル ミニゥム膜 3 4が残り、 I D Tパターンの導電膜 1 2が形成される。
なお、 アルミニウム膜 3 4は、 スパッタリング法等によっても形成することが できるが、 リフ卜オフの際にアルミニウム膜 3 4を除去しやすいので、 真空蒸着 法による形成が望ましい。
このように、 本実施形態によれば、 同一のマスクを用いて絶縁膜と導電膜の形 成を行うので、 それぞれのパターン間のずれが無く、 整合性よく形成できる。 加 えて、 絶縁膜と導電膜の厚さをそれぞれ独立に設定することができる。 したがつ て、 I D Tでの質量的な不連続を低減でき、 弾性表面波の伝搬損失を低く抑え、 よりすぐれた特性の弾性表面波装置を簡単な工程で作製することができる。
本発明は上述した実施形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、 上述した実施形態では、 I D Tなどを構成する金属としてアルミニゥ ムを用いているが、 ストレスマイグレーションを低減する程度の C u、 S i、 C oなどを添加してもよいし、 配向性のアルミニウム膜を用いてもよいし、 金など の他の金属を用いるてもよい。
また、 上述した実施形態では、 絶縁膜として S i 0 2を用いているが、 窒化珪素 膜などの他の無機化合物を用いてもよい。 また、 それらを積層してもよい。
また、 上述した実施形態では、 エッチングガスとして C F 4を用いているが、 C H F 3等の他のふつ化炭素化合物を用いるてもよいし、 酸素、 窒素などのガスを添 加してもよい。 また、 ドライエッチングではなくウエッ トエッチングを用いても よい。
また、 上述した一実施形態では、 入力 I D T、 出力 I D T、 ショートストリッ プを用いたトランスバーサルフィルタに本発明を適用したが、 伝搬路上にショー トストリップを設けなくてもよく、 他の電極形式を用いてもよい。 例えば、 一対 のグレーティング反射器の間に櫛型電極を設けた共振子型のフィル夕や、 共振子 、 多数の櫛型電極を並列に接続した構造 （ I I D T構造） などにも本発明を適用 することもできる。
また、 上述した他の実施形態では、 2つの I D Tを用いたフィルタに本発明を 適用したが、 3つ以上の I D Tや、 反射器等を用いた他の構造のフィルタや、 共 振子等にも適用できる。
[産業上の利用可能性]
本発明は、 圧電基板上に弾性表面波を励起、 受信、 反射、 伝搬する電極が設け られた弾性表面波装置に適しており、 特に、 伝搬モードとしてリーキー波および 縱波型リ一キー波などの圧電基板の深さ方向にバルク波を放射しながら伝搬する 1 G H z以上の高い周波数の弾性表面波を用いた弾性表面波装置として有用であ る。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 圧電基板と、
前記圧電基板上に形成された導電膜から構成され、 弾性表面波を励起、 受信、 反射、 伝搬する電極と、
前記電極内の導電膜の設けられた第 1の領域と、 前記電極内の導電膜の設けら れていない第 2の領域とのうち、 少なくとも前記第 2の領域に形成された絶縁膜 とを有し、
前記弾性表面波が、 前記圧電基板の深さ方向にバルク波の少なくとも 1つの横 波成分を放射しながらその表面を伝搬するものであり、
前記第 1の領域と、 前記第 2の領域の前記弾性表面波に対する音饗インピーダ ンスがほぼ等しくなるように、 前記第 1の領域の前記絶縁膜の厚さ Hp 1 (Hp 1≥ 0) と、 前記第 2の領域の前記絶縁膜の厚さ H p 2 (Hp 2 > 0) とが設定 されている
ことを特徴とする弾性表面波装置。
2. 請求の範囲第 1項記載の弾性表面波装置において、
前記絶縁膜は、 前記第 1の領域を覆っていることを特徴とする弾性表面波装置
3. 請求の範囲第 1項又は第 2項記載の弾性表面波装置において、
前記導電膜の厚さを Hm、 前記第 1の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 1 (Hp 1≥ 0) 、 前記第 2の領域の前記絶縁膜の厚さを H p 2 (Hp 2 > 0) 、 前記弾 性表面波の波長を; Iとし、 前記絶縁膜の表面の前記第 1の領域と前記第 2の領域 の境界の段差 （Hm + H p l— Hp 2) が次式
- 0. 0 3≤ (Hm + Hp l -Hp 2) /λ≤ 0. 0 1
を満たすことを特徴とする弾性表面波装置。
4. 請求の範囲第 1項又は第 2項記載の弾性表面波装置において、
前記導電膜の厚さを Hm、 前記第 1の領域の前記絶縁膜の厚さを H p 1 (H p 1≥ 0) 、 前記第 2の領域の前記絶縁膜の厚さを H p 2 (H p 2 > 0) 、 前記電 極内の前記導電膜の電極指周期を Pとし、 2 Pにより規格化した、 前記絶縁膜の 表面の前記第 1の領域と前記第 2の領域の境界の段差 （Hm + Hp 1 -Hp 2) / ( 2 P ) が次式
—0. 108 X Hm/ ( 2 P) - 8. 5 x 10 "3
≤ (Hm + Hp l— Hp 2) Z ( 2 P) ≤
—0. 150 x Hm/ ( 2 P) - 1. 0 x 10 '3
を満たすことを特徴とする弾性表面波装置。
5. 請求の範囲第 1項又は第 2項記載の弾性表面波装置において、
前記導電膜の厚さを Hm、 前記第 1の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 1 (Hp 1≥ 0) 、 前記第 2の領域の前記絶縁膜の厚さを H p 2 (H p 2 > 0) 、 前記電 極内の前記導電膜の電極指周期を Pとし、 2 Pにより規格化した、 前記絶縁膜の 表面の前記第 1の領域と前記第 2の領域の境界の段差 （Hm+Hp 1 -Hp 2) / (2 P)が次式
—0. 09 Hm/ ( 2 P) - 6. 6 x 10 "3
≤ (Hm + Hp l -Hp 2) Z ( 2 P) ≤
—0. 24 xHm/ ( 2 P) +9. 1 x 10 '3
を満たすことを特徴とする弾性表面波装置。
6. 請求の範囲第 1項乃至第 5項のいずれかに記載の弾性表面波装置において 前記圧電基板が、 四ほう酸リチウム基板であることを特徴とする弾性表面波装 置。
7. 請求の範囲第 1項乃至第 6項のいずれかに記載の弾性表面波装置において 前記圧電基板の表面の切り出し角及び弾性表面波の伝搬方向が、 オイラ角表示 で （0° ~45。 、 38° 〜55。 、 80。 〜90。 ） 及びそれと等価な範囲内 であることを特徴とする弾性表面波装置。
8. 請求の範囲第 1項乃至第 6項のいずれかに記載の弾性表面波装置において 前記圧電基板の表面の切り出し角及び弾性表面波の伝搬方向が、 オイラ角表示 で （0° 〜45° 、 30° 〜90° 、 40° 〜65。 ） 及びそれと等価な範囲内 であることを特徴とする弾性表面波装置。
9 . 圧電基板上に所定のパターンの導電膜を形成し、 弾性表面波を励起、 、 反射、 伝搬するための電極を形成する第 1の工程と、
前記電極内の導電膜の設けられた第 1の領域と、 前記電極内の導電膜の設けら れていない第 2の領域とのうち、 少なくとも前記第 2の領域に絶縁膜を形成する 第 2の工程と、
前記第 1の領域の絶縁膜の厚さ H p 1 ( H p 1≥0 ) と、 前記第 2の領域の前 記絶縁膜の厚さ H p 2 ( H p 2 > 0 ) とを、 前記第 1の領域と前記第 2の領域の 前記弾性表面波に対する音響ィンピーダンスがほぼ等しくなるようにする第 3の 工程と
を有することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
1 0 . 請求の範囲第 9項記載の弾性表面波装置の製造方法において、 前記第 2の工程は、 前記絶縁膜を前記第 1の領域にも形成することを特徴とす る弾性表面波装置の製造方法。
1 1 . 請求の範囲第 9項又は第 1 0項記載の弾性表面波装置の製造方法におい て、
前記第 3の工程は、
前記絶縁膜上に平坦化膜を形成する平坦化工程と、
前記第 1の領域の前記絶縁膜が露出するまで、 前記平坦化膜をェッチングし、 その後は、 前記絶縁膜と前記平坦化膜のェッチング選択比が所望の値となるェッ チング条件で、 前記第 1の領域又は前記第 2の領域の前記絶縁膜のいずれかをよ り多くエッチングするエッチング工程と
を有することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
1 2 . 請求の範囲第 1 1項記載の弾性表面波装置の製造方法において、 前記エッチング工程は、 ドライエッチングであり、 エッチング圧を変化するこ とにより、 前記絶縁膜と前記平坦化膜のェッチング選択比を制御することを特徴 とする弾性表面波装置の製造方法。
1 3 . 圧電基板上に絶縁膜を形成する第 1の工程と、
前記絶縁膜上に電極の導電膜が形成される第 1の領域が開口した開口部を有す るマスクを形成する第 2の工程と、
前記マスクを用いて、 前記第 1の領域の前記絶縁膜を除去する第 3の工程と、 前記マスク上及び前記第 1の領域の前記圧電基板上に、 導電膜を形成する第 4 の工程と、
前記マスクを除去することにより、 前記マスク上の前記導電膜を除去して、 前 記第 1の領域の前記導電膜からなる電極を形成する第 5の工程と
を有することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
1 4. 請求の範囲第 9項乃至第 1 3項のいずれかに記載の弾性表面波装置の製 造方法において、
前記弾性表面波装置で励起、 受信、 反射、 伝搬する弾性表面波が、 前記圧電基 板の深さ方向にバルク波の少なくとも 1つの横波成分を放射しながらその表面を 伝搬するものであることを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
1 5. 請求の範囲第 9項乃至第 14項のいずれかに記載の弾性表面波装置の製 造方法において、
前記導電膜の厚さを Hm、 前記第 1の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 1 (Hp 1≥ 0) 、 前記第 2の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 2 (Hp 2 > 0) , 前記弾 性表面波の波長を λとし、 前記絶縁膜の表面の前記第 1の領域と前記第 2の領域 の境界の段差 （Hm + Hp 1 -Hp 2) が次式
- 0. 03≤ (Hm + Hp 1 -Ηρ 2) /λ≤ 0. 0 1
を満たすことを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
1 6. 請求の範囲第 9項乃至第 1 4項のいずれかに記載の弾性表面波装置の製 造方法において、
前記導電膜の厚さを Hm、 前記第 1の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 1 (Hp 1≥ 0) 、 前記第 2の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 2 (Hp 2 > 0) 、 前記電 極内の前記導電膜の電極指周期を Pとし、 2 Pにより規格化した、 前記絶縁膜の 表面の前記第 1の領域と前記第 2の領域の境界の段差 （Hm+Hp l— H p 2) / (2 P) が次式
- 0. 1 08 X Hm/ ( 2 P) - 8. 5 x 1 0一3
≤ (Hm + H 1 -H p 2 ) / ( 2 P) ≤ — 0. 1 50 x Hm/ ( 2 P ) - 1. 0 x 1 0 -3
を満たすことを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
1 7. 請求の範囲第 9項乃至第 1 4項のいずれかに記載の弾性表面波装置の製 造方法において、
前記導電膜の厚さを Hm、 前記第 1の領域の前記絶縁膜の厚さを H p 1 (H p 1≥ 0) 、 前記第 2の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 2 (Hp 2 > 0) 、 前記電 極内の前記導電膜の電極指周期を Pとし、 2 Pにより規格化した、 前記絶縁膜の 表面の前記第 1の領域と前記第 2の領域の境界の段差 （Hm + H p 1 -Hp 2) Z ( 2 P ) が次式
— 0. 0 9 xHm/ ( 2 P) - 6. 6 x 1 0
≤ (Hm + Hp 1 -H p 2 ) / ( 2 P) ≤
— 0. 24 x Hm/ ( 2 P) + 9. 1 x 1 0一3
を満たすことを特徵とする弾性表面波装置の製造方法。
1 8. 請求の範囲第 9項乃至第 1 7項のいずれかに記載の弾性表面波装置の製 造方法において、
前記圧電基板が、 四ほう酸リチウム基板であることを特徴とする弾性表面波装 置の製造方法。
1 9. 請求の範囲第 9項乃至第 1 8項のいずれかに記載の弾性表面波装置の製 造方法において、
前記圧電基板の表面の切り出し角及び弾性表面波の伝搬方向が、 オイラ角表示 で （0。 〜4 5。 、 3 8。 〜5 5° 、 8 0° 〜90° ) 及びそれと等価な範囲内 であることを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
2 0. 請求の範囲第 9項乃至第 1 8項のいずれかに記載の弾性表面波装置の製 造方法において、
前記圧電基板の表面の切り出し角及び弾性表面波の伝搬方向が、 オイラ角表示 で （0° 〜4 5。 、 30° 〜9 0° 、 4 0° 〜6 5° ) 及びそれと等価な範囲内 であることを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。 補正害の請求の範囲
[ 1 995年 1 2月 2 7日 （2 7. 1 2. 95) 国際事務局受理： 出願当初の請求の範囲 9及び 1 3 は取り下げられた；出願当初の請求の範囲 1 0' 1 1,14 -20は補正された ；新しい請求の範囲 2 1-33が加えられた；他の請求の範囲は変更無し。 （ 1 1頁） ]
1. 圧電基板と、
前記圧電基板上に形成された導電膜から構成され、 弾性表面波を励起、 受信、 反射、 伝搬する電極と、
前記電極内の導電膜の設けられた第 1の領域と、 前記電極内の導電膜の設けら れていない第 2の領域とのうち、 少なくとも前記第 2の領域に形成された絶縁膜 とを有し、
前記弾性表面波が、 前記圧電基板の深さ方向にバルク波の少なくとも 1つの横 波成分を放射しながらその表面を伝搬するものであり、
前記第 1の領域と、 前記第 2の領域の前記弾性表面波に対する音響ィンビーダ ンスがほぼ等しくなるように、 前記第 1の領域の前記絶縁膜の厚さ Hp 1 (Hp 1≥ 0) と、 前記第 2の領域の前記絶縁膜の厚さ Hp 2 (Hp 2 > 0) とが設定 されている
ことを特徴とする弾性表面波装置。
2. 請求の範囲第 1項記載の弾性表面波装置において、
前記絶縁膜は、 前記第 1の領域を覆っていることを特徴とする弾性表面波装置 o
3. 請求の範囲第 1項又は第 2項記載の弾性表面波装置において、
前記導電膜の厚さを Hm、 前記第 1の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 1 (Hp 1≥ 0 ) 、 前記第 2の領域の前記絶縁膜の厚さを H p 2 (H p 2 > 0) 、 前記弾 性表面波の波長を λとし、 前記絶縁膜の表面の前記第 1の領域と前記第 2の領域 の境界の段差 （Hm+Hp l - Ηρ 2) が次式
— 0. 03≤ (Hm + Hp l -Hp 2) /λ≤ Ό. 0 1
を満たすことを特徴とする弾性表面波装置。
4. 請求の範囲第 1項又は第 2項記載の弾性表面波装置において、
前記導電膜の厚さを Hm、 前記第 1の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 1 (Hp 1≥ 0) 、 前記第 2の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 2 (Hp 2 > 0) , 前記電 極内の前記導電膜の電極指周期を Ρとし、 2 Ρにより規格化した、 前記絶縁膜の
3?) 補正された用紙 （ 1 9条） 表面の前記第 1の領域と前記第 2の領域の境界の段差 （Hm + Hp 1 -Hp 2) / ( 2 P) が次式
一 0. 108 xHmZ ( 2 P) - 8. 5 x 10 -3
≤ (Hm + H 1 -H p 2 ) / ( 2 P ) ≤
一 0. 1 δ 0 X Hm/ ( 2 P) - 1. 0 x 10 -3
を満たすことを特徴とする弾性表面波装置。
δ . 請求の範囲第 1項又は第 2項記載の弾性表面波装置において、
前記導電膜の厚さを Hm、 前記第 1の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 1 (Hp 1≥ 0) 、 前記第 2の領域の前記絶縁膜の厚さを H p 2 (H p 2〉 0) 、 前記電 極内の前記導電膜の電極指周期を Pとし、 2 Pにより規格化した、 前記絶縁膜の 表面の前記第 1の領域と前記第 2の領域の境界の段差 （Hm + Hp 1 -Hp 2) / ( 2 P) が次式
—0. 09 X Hm/ ( 2 P) - 6. 6 x 10 -3
≤ (Hm + Hp 1 -H p 2 ) Z ( 2 P) ≤
—0. 24 x Hm/ ( 2 P) + 9. 1 x 10- 3
を満たすことを特徴とする弾性表面波装置。
6. 請求の範囲第 1項乃至第 5項のいずれかに記載の弾性表面波装置において 前記圧電基板が、 四ほう酸リチゥム基板であることを特徴とする弾性表面波装 置。
7. 請求の範囲第 1項乃至第 6項のいずれかに記載の弾性表面波装置において 前記圧電基板の表面の切り出し角及び弾性表面波の伝搬方向が、 オイラ角表示 で （0° 〜45° 、 38° 〜55。 、 80° 〜90° ) 及びそれと等価な範囲内 であることを特徴とする弾性表面波装置。
8. 請求の範囲第 1項乃至第 6項のいずれかに記載の弾性表面波装置において 前記圧電基板の表面の切り出し角及び弾性表面波の伝搬方向が、 オイラ角表示 で （0° 〜45。 、 30° 〜90。 、 40° 〜65° )及びそれと等価な範囲内
3 '
補正された用紙 （ 1 9条） であることを特徴とする弾性表面波装置。
9 . (削除）
1 0 . (補正後） 圧電基板上に所定のパターンの導電膜を形成し、 弾性表面波 を励起、 受信、 反射、 伝搬するための電極を形成する第 1の工程と、
前記電極内の導電膜の設けられた第 1の領域と、 前記電極内の導電膜の設けら れていない第 2の領域とに、 絶縁膜を形成する第 2の工程と、
前記第 1の領域の絶縁膜の厚さ H p 1 ( H p 1 > 0 ) と、 前記第 2の領域の前 記絶縁膜の厚さ H p 2 ( H p 2 > 0 ) とを、 前記第 1の領域と前記第 2の領域の 前記弾性表面波に対する音響ィンピーダンスがほぼ等しくなるようにする第 3の 工程と
を有することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
1 1 . (補正後） 請求の範囲第 1 0項記載の弾性表面波装置の製造方法におい て、
前記第 3の工程は、
前記絶縁膜上に平坦化膜を形成する平坦化工程と、
前記第 1の領域の前記絶縁膜が露出するまで、 前記平坦化膜をエッチングし、 その後は、 前記絶縁膜と前記平坦化膜のェッチング選択比が所望の値となるエツ チング条件で、 前記第 1の領域又は前記第 2の領域の前記絶縁膜のいずれかをよ り多くエツチングするエツチング工程と
を有することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
1 2 . 請求の範囲第 1 1項に記載の弾性表面波装置の製造方法において、 前記ェッチング工程は、 ドライエツチングであり、 エツチング圧を変化するこ とにより、 前記絶縁膜と前記平坦化膜のェッチング選択比を制御することを特徴 とする弾性表面波装置の製造方法。
1 3 . (削除）
1 4 . (補正後） 請求の範囲第 1 0項乃至第 1 2項のいずれかに記載の弾性表 面波装置の製造方法において、
前記弾性表面波装置で励起、 受信、 反射、 伝搬する弾性表面波が、 前記圧電基 板の深さ方向にバルク波の少なくとも 1つの横波成分を放射しながらその表面を
3 ?
補正された用紙 （ 1 9条） 伝搬するものであることを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
15. (補正後） 請求の範囲第 10項、 第 1 1項、 第 1 2項又は第 14項に記 載の弾性表面波装置の製造方法において、
前記導電膜の厚さを Hm、 前記第 1の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 1 (Hp 1 >0) 、 前記第 2の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 2 (Hp 2 >0) 、 前記弾 性表面波の波長をスとし、 前記絶縁膜の表面の前記第 1の領域と前記第 2の領域 の境界の段差 （Hm + Hp l— Hp 2) が次式
- 0. 03≤ (Hm + Hp l -Hp 2) /A≤0. 01
を満たすことを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
1 6. (補正後） 請求の範囲第 10項、 第 1 1項、 第 1 2項又は第 14項に記 載の弾性表面波装置の製造方法において、
前記導電膜の厚さを Hm、 前記第 1の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 1 (Hp 1〉 0) 、 前記第 2の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 2 (Hp 2〉 0) 、 前記電 極内の前記導電膜の電極指周期を Pとし、 2 Pにより規格化した、 前記絶縁膜の 表面の前記第 1の領域と前記第 2の領域の境界の段差 （Hm + Hp 1 -Hp 2) / ( 2 P) が次式
- 0. 108 xHm/ (2 P) - 8. 5 x 10 -3
≤ (Hm + Hp 1 -H p 2 ) / (2 P) ≤
- 0. 150 x Hm/ ( 2 P) - 1. O x l CT3
を満たすことを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
17. (補正後） 請求の範囲第 10項、 第 1 1項、 第 1 2項又は第 14項に記 載の弾性表面波装置の製造方法において、
前記導電膜の厚さを Hm、 前記第 1の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 1 (Hp 1 > 0) 、 前記第 2の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 2 (Hp 2 > 0) 、 前記電 極内の前記導電膜の電極指周期を Pとし、 2 Pにより規格化した、 前記絶縁膜の 表面の前記第 1の領域と前記第 2の領域の境界の段差 （Hm + Hp l - Hp 2) / (2 P) が次式
- 0. 09 X Hm/ ( 2 P ) - 6. 6 x 10— 3
≤ (Hm + Hp 1 -H p 2 ) / ( 2 P) ≤ z?
補正された用紙 （ 1 9条) 一 0. 24 x Hm/ ( 2 P) + 9. 1 x 10 "3
を満たすことを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
18. (補正後） 請求の範囲第 10項、 第 1 1項、 第 12項、 第 14項、 第 1 5項、 第 16項、 又は第 17項に記載の弾性表面波装置の製造方法において、 前記圧電基板が、 四ほう酸リチウム基板であることを特徴とする弾性表面波装 置の製造方法。
19. (補正後） 請求の範囲第 10項、 第 1 1項、 第 1 2項、 第 14項、 第 1 5項、 第 16項、 第 17項、 又は第 18項に記載の弾性表面波装置の製造方法に おいて、
前記圧電基板の表面の切り出し角及び弾性表面波の伝搬方向が、 オイラ角表示 で （0。 〜45。 、 38。 〜55° 、 80。 〜90° ) 及びそれと等価な範囲内 であることを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
20. (補正後） 請求の範囲第 10項、 第 1 1項、 第 12項、 第 14項、 第 1 5項、 第 16項、 第 17項、 又は第 18項に記載の弾性表面波装置の製造方法に おいて、
前記圧電基板の表面の切り出し角及び弾性表面波の伝搬方向が、 オイラ角表示 で （0。 〜45。 、 30。 〜90。 、 40。 〜65。 ） 及びそれと等価な範囲内 であることを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
21. (追加） 圧電基板上に所定のパターンの導電膜を形成し、 弾性表面波を 励起、 受信、 反射、 伝搬するための電極を形成する第 1の工程と、
前記電極内の導電膜の設けられた第 1の領域と、 前記電極内の導電膜の設けら れていない第 2の領域とのうち、 少なくとも前記第 2の領域に絶縁膜を形成する 第 2の工程と、
前記第 1の領域の絶縁膜の厚さ Hp 1 (Hp 1≥0) と、 前記第 2の領域の前 記絶縁膜の厚さ Hp 2 (Hp 2 >0) とを、 前記第 1の領域と前記第 2の領域の 前記弾性表面波に対する音響ィンピーダンスがほぼ等しくなるようにする第 3の 工程とを有し、
前記第 3の工程は、
前記絶縁膜上に平坦化膜を形成する平坦化工程と、
34
補正された用紙 （ 1 9条） 前記第 1の領域の前記絶縁膜が露出するまで、 前記平坦化膜をェッチングし、 その後は、 前記絶縁膜と前記平坦化膜のエッチング選択比が所望の値となるエツ チング条件で、 前記第 1の領域又は前記第 2の領域の前記絶縁膜のいずれかをよ り多くエツチングするエツチング工程と
を有することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
2 2 . (追加） 請求の範囲第 2 1項記載の弾性表面波装置の製造方法において 前記エッチング工程は、 ドライエッチングであり、 エッチング圧を変化するこ とにより、 前記絶縁膜と前記平坦化膜のエッチング選択比を制御することを特徴 とする弾性表面波装置の製造方法。
2 3 . (追加） 圧電基板上に所定のパターンの導電膜を形成し、 弾性表面波を 励起、 受信、 反射、 伝搬するための電極を形成する第 1の工程と、
前記電極内の導電膜の設けられた第 1の領域と、 前記電極内の導電膜の設けら れていない第 2の領域とのうち、 少なくとも前記第 2の領域に絶縁膜を形成する 第 2の工程と、
前記第 1の領域の絶縁膜の厚さ H p 1 ( H p 1≥0 ) と、 前記第 2の領域の前 記絶縁膜の厚さ H p 2 ( H p 2 > 0 ) とを、 前記第 1の領域と前記第 2の領域の 前記弾性表面波に対する音響ィンピーダンスがほぼ等しくなるようにする第 3の 工程とを有し、
前記弾性表面波装置で励起、 受信、 反射、 伝搬する弾性表面波が、 前記圧電基 板の深さ方向にバルク波の少なくとも 1つの横波成分を放射しながらその表面を 伝搬するものであることを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
2 4 . (追加） 圧電基板上に所定のパターンの導電膜を形成し、 弾性表面波を 励起、 受信、 反射、 伝搬するための電極を形成する第 1の工程と、
前記電極内の導電膜の設けられた第 1の領域と、 前記電極内の導電膜の設けら れていない第 2の領域とのうち、 少なくとも前記第 2の領域に絶縁膜を形成する 第 2の工程と、
前記第 1の領域の絶縁膜の厚さ H p 1 ( H p 1≥0 ) と、 前記第 2の領域の前 記絶縁膜の厚さ H p 2 ( H p 2 > 0 ) とを、 前記第 1の領域と前記第 2の領域の
3 - '.一 補正された用紙 （ 1 9条 前記弾性表面波に対する音響ィンピーダンスがほぼ等しくなるようにする第 3の 工程とを有し、
前記導電膜の厚さを Hm、 前記第 1の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 1 (Hp 1≥ 0) 、 前記第 2の領域の前記絶縁膜の厚さを H p 2 (Hp 2〉 0) 、 前記弾 性表面波の波長を λとし、 前記絶縁膜の表面の前記第 1の領域と前記第 2の領域 の境界の段差 （Hm + H p l - Η ρ 2 ) が次式
一 0. Ό 3≤ (Hm + H l -H p 2) / λ ≤ 0. 0 1
を満たすことを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
2 5. (追加） 圧電基板上に所定のパターンの導電膜を形成し、 弾性表面波を 励起、 受信、 反射、 伝搬するための電極を形成する第 1の工程と、
前記電極内の導電膜の設けられた第 1の領域と、 前記電極内の導電膜の設けら れていない第 2の領域とのうち、 少なくとも前記第 2の領域に絶縁膜を形成する 第 2の工程と、
前記第 1の領域の絶縁膜の厚さ H p 1 (H p 1≥ 0 ) と、 前記第 2の領域の前 記絶緣膜の厚さ H p 2 (H p 2 > 0) とを、 前記第 1の領域と前記第 2の領域の 前記弾性表面波に対する音響ィンピーダンスがほぼ等しくなるようにする第 3の 工程とを有し、
前記導電膜の厚さを Hm、 前記第 1の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 1 (H p 1≥ 0 ) 、 前記第 2の領域の前記絶縁膜の厚さを H p 2 (H p 2 > 0) , 前記電 極内の前記導電膜の電極指周期を Ρとし、 2 Ρにより規格化した、 前記絶縁膜の 表面の前記第 1の領域と前記第 2の領域の境界の段差 （Hm + H p l - Ηρ 2) / (2 Ρ) が次式
- 0. 1 08 xHm/ (2 P) - 8. 5 x 1 0一3
≤ (Hm + H p 1 -H p 2 ) / (2 P) ≤
— 0. 1 5 0 XHm/ ( 2 P) - 1. O x l O—3
を満たすことを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
2 6. (追加） 圧電基板上に所定のパターンの導電膜を形成し、 弾性表面波を 励起、 受信、 反射、 伝搬するための電極を形成する第 1の工程と、
前記電極内の導電膜の設けられた第 1の領域と、 前記電極内の導電膜の設けら
3B れていない第 2の領域とのうち、 少なくとも前記第 2の領域に絶縁膜を形成する 第 2の工程と、
前記第 1の領域の絶縁膜の厚さ H p 1 (H p 1≥ 0 ) と、 前記第 2の領域の前 記絶縁膜の厚さ Hp 2 (H p 2〉 0 ) とを、 前記第 1の領域と前記第 2の領域の 前記弾性表面波に対する音響ィンピーダンスがほぼ等しくなるようにする第 3の 工程とを有し、
前記導電膜の厚さを Hm、 前記第 1の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 1 (H p 1≥ 0 ) 、 前記第 2の領域の前記絶縁膜の厚さを H p 2 (Hp 2 > 0) , 前記電 極内の前記導電膜の電極指周期を Ρとし、 2 Ρにより規格化した、 前記絶縁膜の 表面の前記第 1の領域と前記第 2の領域の境界の段差 （Hm + Hp l— Ηρ 2) / ( 2 Ρ) が次式
— 0. 09 X Hm/ ( 2 P ) - 6. 6 x 1 0
≤ CHm + H 1 -H p 2 ) / ( 2 P) ≤
一 0. 24 X HmZ ( 2 P ) + 9. 1 x 1 0— 3
を満たすことを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
27. (追加） 圧電基板上に絶縁膜を形成する第 1の工程と、
前記絶縁膜上に電極の導電膜が形成される第 1の領域が開口した開口部を有す るマスクを形成する第 2の工程と、
前記マスクを用いて、 前記第 1の領域の前記絶縁膜を除去する第 3の工程と、 前記マスク上及び前記第 1の領域の前記圧電基板上に、 導電膜を形成する第 4 の工程と、
前記マスクを除去することにより、 前記マスク上の前記導電膜を除去して、 前 記第 1の領域の前記導電膜からなる電極を形成する第 5の工程とを有し、 前記弾性表面波装置で励起、 受信、 反射、 伝搬する弾性表面波が、 前記圧電基 板の深さ方向にバルク波の少なくとも 1つの横波成分を放射しながらその表面を 伝搬するものであることを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
28. (追加） 圧電基板上に絶縁膜を形成する第 1の工程と、
前記絶縁膜上に電極の導電膜が形成される第 1の領域が開口した開口部を有す るマスクを形成する第 2の工程と、
37
補正された用紙 （ 1 9条） 前記マスクを用いて、 前記第 1の領域の前記絶縁膜を除去する第 3の工程と、 前記マスク上及び前記第 1の領域の前記圧電基板上に、 導電膜を形成する第 4 の工程と、
前記マスクを除去することにより、 前記マスク上の前記導電膜を除去して、 前 記第 1の領域の前記導電膜からなる電極を形成する第 5の工程とを有し、 前記導電膜の厚さを Hm、 前記第 1の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 1 (Hp 1 = 0) 、 前記第 2の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 2 (Hp 2 >0) . 前記弾 性表面波の波長を; Iとし、 前記絶縁膜の表面の前記第 1の領域と前記第 2の領域 の境界の段差 （Hm + Hp l— Hp 2) が次式
一 0. 03≤ (Hm + Hp 1— Hp 2) ノス≤0. 01
を満たすことを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
29. (追加） 圧電基板上に絶縁膜を形成する第 1の工程と、
前記絶縁膜上に電極の導電膜が形成される第 1の領域が開口した開口部を有す るマスクを形成する第 2の工程と、
前記マスクを用いて、 前記第 1の領域の前記絶縁膜を除去する第 3の工程と、 前記マスク上及び前記第 1の領域の前記圧電基板上に、 導電膜を形成する第 4 の工程と、
前記マスクを除去することにより、 前記マスク上の前記導電膜を除去して、 前 記第 1の領域の前記導電膜からなる電極を形成する第 5の工程とを有し、 前記導電膜の厚さを Hm、 前記第 1の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 1 (Hp 1 = 0) 、 前記第 2の領域の前記絶縁膜の厚さを Hp 2 (Hp 2 > 0) 、 前記電 極内の前記導電膜の電極指周期を Pとし、 2 Pにより規格化した、 前記絶縁膜の 表面の前記第 1の領域と前記第 2の領域の境界の段差 （Hm+Hp l— Hp 2) / (2 P) が次式
一 0. 1 08 xHm/ (2 P) - 8. 5 x 1 0一3
≤ (Hm + Hp l - Hp 2) / ( 2 P) ≤
一 0. 150 xHm/ ( 2 P) - 1. O x l O—3
を満たすことを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
30. (追加） 圧電基板上に絶縁膜を形成する第 1の工程と、
補正された用紙 （ 1 9条） 前記絶縁膜上に電極の導電膜が形成される第 1の領域が開口した開口部を有す るマスクを形成する第 2の工程と、
前記マスクを用いて、 前記第 1の領域の前記絶縁膜を除去する第 3の工程と、 前記マスク上及び前記第 1の領域の前記圧電基板上に、 導電膜を形成する第 4 の工程と、
前記マスクを除去することにより、 前記マスク上の前記導電膜を除去して、 前 記第 1の領域の前記導電膜からなる電極を形成する第 5の工程とを有し、 前記導電膜の厚さを Hm、 前記第 1の領域の前記絶縁膜の厚さを H p 1 (Hp 1 = 0) 、 前記第 2の領域の前記絶縁膜の厚さを H p 2 (H p 2 > 0 ) 、 前記電 極内の前記導電膜の電極指周期を Pとし、 2 Pにより規格化した、 前記絶縁膜の 表面の前記第 1の領域と前記第 2の領域の境界の段差 （Hm + Hp 1 -Hp 2) / (2 P) が次式
— 0. 09 X Hm/ ( 2 P ) - 6. 6 x 1 0— 3
≤ (Hm + H p 1 -H p 2 ) / ( 2 P) ≤
- 0. 24 x Hm/ ( 2 P) + 9. 1 x 1 0 "3
を満たすことを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
3 1. (追加） 請求の範囲第 2 1項乃至第 34項のいずれかに記載の弾性表面 波装置の製造方法において、
前記圧電基板が、 四ほう酸リチウム基板であることを特徴とする弾性表面波装 置の製造方法。
32. (追加） 請求の範囲第 2 1項乃至第 35項のいずれかに記載の弾性表面 波装置の製造方法において、
前記圧電基板の表面の切り出し角及び弾性表面波の伝搬方向が、 オイラ角表示 で （0。 〜45° 、 38° 〜5 5° 、 80° 〜90° ) 及びそれと等価な範囲内 であることを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
33. (追加） 請求の範囲第 2 1項乃至第 35項のいずれかに記載の弾性表面 波装置の製造方法において、
前記圧電基板の表面の切り出し角及び弾性表面波の伝搬方向が、 オイラ角表示 で （ 0。 〜45° 、 30。 〜90° 、 40° 〜65。 ） 及びそれと等価な範囲内
39
補正された用紙 （ 1 9ffi、 であることを特徴とする弾性表面波装置の製造方法 c
40
補正された用紙 （ i 9 条約 1 9条に基づく説明書 引用文献 （ J P . 6 0 - 9 0 4 1 2 , A (パイオニア株式会社） ） で開示され ている技術的事項を考慮して、 請求の範囲第 9項及び第 1 3項を削除しました。 請求の範囲第 1 0項、 第 1 1項、 第 1 4項乃至第 2 0項の補正、 及び請求の範囲 第 2 1項乃至第 3 3項の追加は、 請求の範囲第 9項及び第 1 3項の削除に対応し たものであり、 実質的な内容を変更するものではありません。
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